Sulla superficie della Luna sono stati finora identificati circa 74 bacini da impatto sui 300 stimati dalla comunità scientifica per diametri superiori ai 300 km. Miliardi di anni di vulcanismo, erosione da bombardamento e riconfigurazione della crosta hanno cancellato la stragrande maggioranza di queste strutture primordiali, nate oltre 4.35 miliardi di anni fa.
Oggi, una nuova e sofisticata ri-analisi dei dati dello spettrometro Moon Mineralogy Mapper (M3) della NASA, volato a bordo della prima sonda lunare indiana Chandrayaan-1, ha fornito nuove evidenze a sostegno dell’esistenza del Bacino Australe, una gigantesca struttura da impatto oggi quasi completamente cancellata, situata nell’emisfero sud-orientale del nostro satellite.
Lo studio è stato condotto dai ricercatori del Physical Research Laboratory (PRL) di Ahmedabad, guidati dalla scienziata planetaria Neha Panwar, ed è stato pubblicato su The Planetary Science Journal. Il bacino non è stato individuato attraverso la sua forma sulla superficie, ormai non più riconoscibile, ma attraverso l’impronta mineralogica lasciata dai materiali scavati ed espulsi dall’antico impatto.
L’impronta minerale dell’impatto
Quando un asteroide di enormi dimensioni colpisce la crosta lunare, scava il materiale in profondità. Inoltre, espelle detriti crostali e mantellici a grandi distanze, formando tipiche strutture ad anello attorno al punto d’urto.
Analizzando le bande di assorbimento della luce infrarossa, il team del PRL ha individuato una distribuzione circolare di ortopirosseno disposta ad anello attorno all’area del Mare Australe.
L’ortopirosseno è un minerale associato a strati crostali profondi, o addirittura al mantello superiore della Luna. In quella zona non sono presenti picchi centrali di crateri minori che potrebbero aver portato in superficie materiale proveniente da simili profondità. Per questo, il fatto che l’ortopirosseno sia distribuito lungo un anello ben definito suggerisce che sia stato scavato e disperso da un impatto molto più grande.
Anche la distribuzione dei dati rafforza questa interpretazione: circa il 38% delle firme spettrali di ortopirosseno individuate, 96 campionamenti su 254, si concentra entro una fascia di appena 50 km dal presunto anello esterno del bacino.
Il mistero del Mare Australe: basalti “fuori posto”
La regione del Mare Australe ha rappresentato a lungo un rompicapo per i geologi planetari. La superficie ha una conformazione geologica peculiare, caratterizzata da 248 piccole macchie basaltiche circolari (ponds). Tuttavia, un’ampia porzione di queste antiche colate laviche si trova all’esterno del perimetro del noto bacino Australe North. Si tratta di una struttura da circa 880 km di diametro, identificata dai dati della missione NASA GRAIL. Questa deposizione atipica di lava suggeriva la presenza di fratture e faglie ancora più profonde, riconducibili a un evento d’impatto ben più antico.
Oltre a non vedere i soliti bordi montuosi, gli scienziati hanno notato un’altra assenza: manca la tipica “impronta di gravità” al centro. Quando un grosso asteroide colpisce la Luna, normalmente crea una voragine così profonda da far risalire dal sottosuolo il mantello lunare. Il mantello è composto da roccia molto più densa e pesante. Questa concentrazione di massa pesante crea un’anomalia nella gravità locale (rilevabile dalle sonde in orbita).
Nel Bacino Australe, però, questo “peso” al centro non c’è. Un dato che ci dice una cosa fondamentale sulla sua età: l’impatto è avvenuto quando la Luna era ancora giovanissima, calda e “morbida”. La crosta non era ancora abbastanza rigida da conservare la forma del cratere, né da trattenere le rocce pesanti in superficie. Queste, con il tempo, sono riaffondate o si sono riassestate, cancellando la depressione originale.
L’analisi spettrale mostra che le colate del Mare Australe sono dominate da pirosseni, un gruppo di minerali molto comuni nelle rocce vulcaniche lunari, in questo caso a basso o intermedio contenuto di calcio (pigeonite). Il profilo è quasi identico a quello della SPACA (South Pole–Aitken Compositional Anomaly), la nota anomalia magmatica del Polo Sud-Aitken.
Il paper del PRL mostra che i basalti del Mare Australe sono ancora più estesi e poveri di calcio rispetto a quelli di SPACA. Questo suggerisce che i primissimi bacini lunari possano aver attinto a serbatoi di magma molto profondi e con caratteristiche particolari. Inoltre, questa composizione sembra essere rimasta pressoché invariata durante quasi 3 miliardi di anni di eruzioni, da 3.9 miliardi a 1 miliardo di anni fa.
La parentela con il Polo Sud-Aitken
Un altro indizio fondamentale emerso dallo studio riguarda l’assenza di anortosite pura (PAN) lungo l’anello del Bacino Australe. L’anortosite rappresenta la crosta primaria omogenea, formatasi durante la solidificazione dell’oceano globale di magma lunare (Lunar Magma Ocean – LMO).
Mentre i bacini da impatto più recenti mostrano chiaramente affioramenti di PAN lungo le pareti e i picchi (come si osserva nei crateri Scaliger e Humboldt lungo il bacino “Australe North”), il Bacino Australe ne è del tutto privo. Questo suggerisce che l’impatto è avvenuto quando l’oceano di magma primordiale si stava ancora cristallizzando.
Di conseguenza, secondo gli autori il Bacino Australe potrebbe essere contemporaneo o persino antecedente al Bacino Polo Sud-Aitken (SPA), formatosi circa 4.25 miliardi di anni fa. Questo lo colloca tra le strutture da impatto più antiche dell’intera storia geologica della Luna.
Implicazioni per Chandrayaan-4 e l’esplorazione del Polo Sud
La scoperta del Bacino Australe ha ricadute immediate per le prossime missioni internazionali dirette verso il Polo Sud lunare, compresa la missione indiana di sample-return Chandrayaan-4 e il programma Artemis.
Come spiegato dalla prima autrice Neha Panwar, l’impatto che ha generato il Bacino Australe ha espulso enormi quantità di regolite ricca di magnesio lungo un ampio raggio che comprende le regioni polari. Fenomeni analoghi sono stati riscontrati anche presso il sito d’allunaggio di Chandrayaan-3 (Shiv Shakti Point), situato a 350 km dal Bacino Polo Sud-Aitken e anch’esso caratterizzato da alte concentrazioni di magnesio.
Comprendere come i materiali scagliati da questi antichi impatti si siano sovrapposti e distribuiti ai poli permetterà agli scienziati di interpretare correttamente la composizione chimica e l’origine dei campioni di regolite che verranno raccolti e riportati sulla Terra dalle prossime missioni spaziali.
