Le principali "linee di pensiero" sull'origine della luna sono quattro: a) fissione, b) cattura, c) accrescimento, d) impatto.
Nell'ipotesi della fissione, enunciata da George Darwin (figlio di Charles, ndr) nel XIX secolo, si assume che un tempo la Terra si trovasse allo stato fuso e avesse un periodo di rotazione molto breve, di circa 4 ore; in questo modo si sarebbero venute ad originare ogni 2 ore imponenti "maree" di materiale fluido fuso sempre più imponenti fino a che una parte di essi si sarebbe separata e avrebbe originato una primordiale Luna. Sostenitori più moderni propongono un processo diverso in alternativa alle poco credibili maree, cioè che durante la formazione del nucleo terrestre, l'accentramento dei materiali più pesanti ha causato l'accelerazione della rotazione fino ad arrivare ad un periodo di 2,6 ore. Ciò avrebbe causato la formazione del "peroide" citato in precedenza.
PRO: così si spiegherebbe la minor densità della Luna rispetto alla Terra.
CONTRO: non si può ammettere una velocità di rotazione terrestre così esageratamente maggiore a quella odierna, si entrerebbe altrimenti in contrasto con le caratteristiche attuali del sistema Terra-Luna (velocità con cui si muovono attorno al comune baricentro, distanza, valore delle masse). Inoltre non si spiega come il piano dell'orbita lunare sia inclinato rispetto a quello terrestre.
Nell'ipotesi della cattura, originariamente la Luna sarebbe stata liberamente vagante nello spazio, e successivamente "acchiappata" dal campo gravitazionale terrestre.
PRO: questa teoria spiegherebbe la diversità di composizione della Luna rispetto alla Terra.
CONTRO: per entrare in un'orbita stabile attorno alla Terra, la Luna avrebbe dovuto avere una sorta di "razzi frenanti" che la facessero rallentare. Sostenitori di questa teoria ipotizzano la presenza di materiale attorno alla Terra che impattando contro la Luna in avvicinamento l'avrebbe fatta rallentare. Tuttavia la pecca maggiore di questa teoria sta nei calcoli: essi richiederebbero un avvicinamento fino ad una distanza non maggiore di due raggi terrestri; distanza però inferiore al limite di Roche di 2,86 raggi terrestri. La Luna sotto questa distanza si sarebbe frantumata (
http://it.wikipedia.org/wiki/Limite_di_Roche).
La teoria dell'accrescimento è per me la più povera e meno ricca di dettagli. Essa assume che la Luna si sia originata dall'attrazione reciproca gravitazionale di una nube di frammenti. Essi potrebbero essersi trovati in orbita intorno alla Terra oppure no (la teoria infatti non esclude un eventuale fenomeno di cattura). Inoltre non si spiega, nel caso essi si fossero trovati in orbita attorno alla Terra, come la loro composizione fosse differente da quella terrestre.
L'ipotesi dell'impatto gigante ("big splash" in inglese è molto più divertente
) è la più accreditata dal popolo scientifico. Si è fatta strada dopo le missioni Apollo, e in particolare dopo l'analisi della composizione delle rocce lunari. Riassumendo, circa 4,5 miliardi di anni fa si sarebbe verificata la seguente sequenza di eventi:
1) un planetesimale delle dimensioni di Marte sarebbe entrato in collisione con la Terra ad una velocità di circa 5 km/s; i due corpi dovevano avere un nucleo metallico avvolto da un mantello di materiale meno denso.
2) il grande splash avrebbe disintegrato il corpo impattante e parte del mantello terrestre, proiettando in orbita nello spazio una nube di gas e detriti.
3) Il nucleo metallico del planetesimale si sarebbe associato alla Terra, mentre gran parte del materiale in orbita si è riaggregato in un altro corpo di grandi dimensioni, una proto-Luna.
Secondo i ricercatori, sia il mantello terrestre prima dell'impatto che quello lunare dopo l'impatto si sarebbero trovati sostanzialmente allo stato fuso; in particolare la Luna avrebbe avuto sulla sua superficie un "oceano di magma" profondo non meno di 100 km. Queste temperature avrebbero fatto evaporare acqua e tutti gli elementi volatili (come potassio e piombo), i quali si sarebbero dispersi nello spazio; mentre gli elementi più pesanti (come alluminio, calcio, torio) si sarebbero ricondensati rapidamente senza disperdersi. Tutto ciò spiegherebbe, oltre alle notevoli affinità con il mantello terrestre, la differenza tra rocce lunari e terrestri.
Fonti: libri e quaderni del liceo.
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