Anche il suolo lunare trema. Cosa sono i lunamoti o “moonquakes”?

Anche il suolo lunare è soggetto a eventi sismici anche intensi che, in analogia al termine “terremoti”, vengono chiamati “lunamoti” o “moonquakes” in inglese. Vediamone le caratteristiche e perché è così importante il loro studio.

Il fenomeno dei terremoti è sfruttato dagli scienziati per sondare la struttura interna della Terra, specificamente la struttura dello strato superficiale, detto litosfera

Infatti, la modalità (direzione ed intensità) con cui le onde sismiche si propagano durante un terremoto permettono agli scienziati di capire la struttura interna e la natura delle rocce. E' ciò che viene fatto con le mappature radar, con la differenza che in questo caso invece delle onde radar, ci sono le onde sismiche prodotte naturalmente.

In maniera analoga, i lunamoti, cioè l'equivalente dei terremoti terrestri ma sulla Luna, hanno permesso agli scienziati di approfondire la nostra conoscenza della struttura interna della Luna.

Come abbiamo scoperto la loro esistenza

Le principali informazioni sull’esistenza di eventi sismici sul suolo lunare sono state ricavate da reti di sismografi dislocati sulla superficie lunare. Il loro posizionamento è avvenuto tra il 1969 e il 1972 in occasione di 6 diverse missioni Apollo.

La missione lunare Apollo 17 è stata l’undicesima e ultima missione spaziale con equipaggio umano a bordo. Dei tre astronauti componenti l’equipaggio, uno rimase in orbita a bordo del modulo di comando, gli altri due scesero sul suolo lunare per raccogliere campioni di roccia e compiere esperimenti scientifici, tra cui l’installazione dell’ultima rete di sismografi.

Le diverse reti sismografiche lunari hanno operato per diversi intervalli di tempo tra il 1969 e il 1977, anno in cui sono state tutte disattivate per problemi economici.

Furono condotte due tipologie di rilevazioni sismiche, una passiva in cui veniva rilevata l’attività sismica naturale della Luna, una attiva (durante le missioni) in cui venivano fatte detonare delle piccole cariche da parte degli astronauti per misurare i rispettivi mini-terremoti indotti dalle esplosioni.

Cosa produce i lunamoti

Diverse sono le cause dei lunamoti, sia cause esterne che interne al nostro satellite naturale.

Cause esterne

La principale causa esterna di lunamoti è rappresentata dall'impatto di meteoroidi che, una volta raggiunta la superficie lunare, nel produrre un cratere da impatto generano onde sismiche. Nel periodo tra il 1969 e il 1977 furono registrati dalla rete sismografica lunare oltre 1700 eventi dovuti all’impatto sulla superficie di meteoroidi.

Poiché la Luna è priva di atmosfera, che invece sulla Terra funge da scudo naturale, tutti i meteoroidi, anche i più piccoli, che colpiscono la Luna arrivano integri al suolo producendo lunamoti.

Cause interne

I lunamoti prodotti da cause interne sono molto più numerosi. Tra questi vi sono:

i deep moonquakes o lunamoti profonti.

I deep moonquakes sono gli eventi sismici lunari più frequenti e più profondi. Avvengono tra i 700 e i 1200 km di profondità e sono dovuti all'effetto dell'attrazione gravitazionale esercitata dalla Terra sulla Luna. Mentre l’effetto dell’attrazione lunare sulla Terra si manifesta principalmente nelle maree, l’effetto dell’attrazione terrestre sulla Luna si manifesta in un'azione di rottura delle rocce lunari più profonde, con la conseguente generazione di onde sismiche.

Altra tipologia sono

i lunamoti termici

Di questi ne sono stati registrati numerose decine di migliaia, 50 000 solo dall’ultima rete sismica collocata durante la missione Apollo 17. Questi vengono innescati superficialmente dalle escursioni termiche anche di 250 ⁰C che la superficie lunare subisce tra il dì lunare, durante il quale la temperatura arriva mediamente intorno ai 120 ⁰C, e la notte lunare, durante la quale la temperatura superficiale scende mediamente intorno ai -130 ⁰C.

La contrazione del suolo lunare, dovuta al rapido raffreddamento a inizio notte, e l'espansione del suolo lunare, dovuta al rapido riscaldamento a inizio giorno, generano lunamoti.

Ricordiamo che sulla Luna un interno ciclo giorno/notte dura quasi un mese.

Infine, i lunamoti più pericolosi sono

gli shallow moonquakes o lumamoti superficiali. Ne sono stati registrati solo 28 e a profondità fino ai 200 km. Questi sono eventi sismici tra i più energetici che possono raggiungere una magnitudo 5.5 sulla scala Ricther.

Mentre la scala Mercalli fornisce una misura degli effetti in termini di danni prodotti da un terremoto, la scala Richter misura l’energia liberata.

Si pensi che il terremoto nella zona dell’Aquila del 2016/2017 raggiunse una magnitudo di circa 5.5 nella scala Richter.

All’origine dei shallow moonquakes ci sono molto probabilmente cedimenti strutturali dei bordi di crateri da impatto relativamente recenti.

Altra, e non meno interessante causa di terremoti è

il rimpicciolimento della superficie lunare. La temperatura interna della Luna continua a diminuire, poiché al suo interno non esiste sorgente di calore. Come conseguenza, la Luna raffreddandosi si sta comportando come un acino di uva che appassendo via via forma sulla sua buccia delle grinze; precisamente, forma delle faglie di spinta che tendono a sovrapporsi con conseguente generazione di lunamoti.

Differenze rispetto ai terremoti

La principale differenza tra lunamoti e terremoti è proprio nella causa. Mentre sulla Terra i terremoti sono strettamente legati alla natura tettonica della superficie terrestre e, quindi, al movimento delle placche tettoniche, sulla Luna mancano le placche.

La mancanza di tettonica condiziona anche la durata di questi eventi che, se sulla Terra durano secondi, sulla Luna possono durare minuti o anche più, in quanto la natura della superficie è tale da non dissiparne rapidamente le vibrazioni.

Tuttavia, studi recenti non escludono che anche sulla Luna possa esistere attività tettonica. Fotografie ad alta risoluzione della superficie lunare hanno mostrato evidenze di spostamento di massi o di regolite smossa in corrispondenza di scarpate o faglie che si formano appunto per l'esistenza di attività tettonica.

Perché interessarsi ai lunamoti

Uno dei programmi spaziali più ambiziosi per il prossimo futuro, ma potremmo dire anche una delle ambizioni per l’intera umanità, è la creazione di una colonia umana autosufficiente sulla Luna.

In questa prospettiva diventa assolutamente rilevante uno studio dei possibili impatti devastanti, sia sulle strutture che sui coloni, di eventuali lunamoti, in particolare degli shallow moonquakes che come si è detto sono i più devastanti.