Per decenni la comunità scientifica si è divisa tra chi sosteneva che la Luna primordiale possedesse un campo magnetico forte e chi, al contrario, riteneva che il magnetismo lunare sia sempre stato debole o inesistente, in linea con quello attuale.
Una nuova ricerca condotta da un team di scienziati dell’Università di Oxford pare ora aver risolto il dilemma. Secondo quanto riportano gli scienziati nel loro studio, pubblicato oggi sulla rivista Nature Geoscience, entrambe le posizioni sarebbero corrette, anche se solo in parte.
Nel riquadro a, un’illustrazione che mostra la struttura verticale della Luna per la maggior della sua storia evolutiva. Nel riquadro b, rappresentazione che evidenzia i cambiamenti che avrebbero portato alle fasi di intensa magnetizzazione. Crediti: Claire I. O. Nichols, et al. Nature Geoscience, 2026
A far nascere il dibattito sul magnetismo lunare sono stati i risultati dell’analisi delle rocce riportate a Terra dalle missioni del programma Apollo. Le prime indagini condotte su questi campioni hanno mostrato livelli di magnetizzazione elevati, portando parte della comunità scientifica a ritenere che il campo magnetico lunare fosse stato intenso per lunghi periodi. Tuttavia, per molti ricercatori ciò appariva improbabile. Le obiezioni principali a questa conclusione erano due: il nucleo lunare relativamente piccolo – circa un settimo del suo raggio – e la teoria della dinamo, che rende difficile sostenere un campo magnetico potente e duraturo in un corpo celeste di dimensioni così ridotte.
Il nuovo studio chiarisce ora il quadro: la Luna avrebbe effettivamente sperimentato fasi di magnetismo estremamente intenso – con valori del campo magnetico paragonabili, se non superiori, a quelli terrestri – ma solo per brevi intervalli di tempo, al massimo 5mila anni. Per la maggior parte della sua storia evolutiva, invece, il campo magnetico del nostro satellite sarebbe stato debole.
La ricerca spiega anche i dati di magnetismo registrati nelle rocce lunari riportate sulla Terra dalle missioni Apollo. Secondo i ricercatori, i risultati delle analisi che dimostrerebbero che Luna abbia avuto un campo magnetico lunare forte per lunghi periodi di tempo sono frutto di un bias di campionamento. Le missioni Apollo sono allunate quasi esclusivamente sui maria, vaste pianure basaltiche formatesi da antiche colate laviche. Proprio in queste regioni si trovano basalti ricchi di titanio, un elemento che si è rivelato particolarmente efficace nel preservare la “memoria” di eventi magnetici intensi. Questi eventi, tuttavia, sarebbero stati sporadici. Di conseguenza, poiché i campioni delle missioni Apollo provengono quasi tutti dalle stesse aree, i dati di magnetismo ottenuti dalla loro analisi non sarebbero rappresentativi della storia lunare, ma fotograferebbero una breve finestra temporale: quella, appunto, in cui si sono verificati i picchi magnetici.
«Il nostro studio suggerisce che i campioni Apollo siano sbilanciati verso eventi estremamente rari, durati poche migliaia di anni, ma finora interpretati come rappresentativi di mezzo miliardo di anni di storia lunare», spiega Claire Nichols, ricercatrice all’Università di Oxford e prima autrice della pubblicazione. «Ciò che ci ha impedito di renderci conto di quanto questi eventi di forte magnetismo fossero in realtà brevi e rari è stato un bias di campionamento».
«Se fossimo alieni e visitassimo la Terra atterrando su di essa solo sei volte, probabilmente incorreremmo in un bias simile, soprattutto scegliendo le stesse superfici», aggiunge Jon Wade, anche lui ricercatore all’Università di Oxford e co-autore dello studio «Se le missioni Apollo non fossero atterrate sui mari lunari ma altrove, avremmo probabilmente concluso che la Luna ha sempre avuto solo un campo magnetico debole, perdendo un tassello importante della sua storia primordiale».
L’elemento chiave della nuova ricerca è l’individuazione di un meccanismo capace di spiegare i picchi magnetici. Analizzando la composizione chimica dei basalti lunari raccolti dalle missioni Apollo, il team ha infatti scoperto una correlazione finora sconosciuta tra il contenuto di titanio delle rocce e l’intensità della magnetizzazione. Dalle analisi è emerso che tutti i campioni che registravano un campo magnetico intenso contenevano elevate quantità di titanio. Al contrario, quelli con meno del sei per cento in peso di titanio erano associati a un campo magnetico debole.
Secondo i ricercatori, questi risultati suggeriscono un legame diretto tra la formazione di rocce ad alto contenuto di titanio e la generazione di un campo magnetico intenso. Sulla base di questa evidenza, il team propone un modello per spiegare le fasi di intensa magnetizzazione e la loro registrazione nelle rocce lunari: il calore radiogenico prodotto dal Kreep — un tipo di roccia lunare ricca di elementi radioattivi — avrebbe riscaldato la base del mantello fino a innescare moti convettivi e la fusione di cumuli di roccia ricca di ilmenite, un minerale contenente titanio. La fusione di questo materiale al confine nucleo-mantello avrebbe aumentato temporaneamente il flusso di calore in uscita dal nucleo lunare, alimentando una dinamo di breve durata ma estremamente intensa. Nello stesso periodo, in superficie sarebbero eruttati basalti ad alto contenuto di titanio, che avrebbero conservato traccia di questa rara fase di intenso magnetismo.
«Per la stragrande maggioranza della sua storia, la Luna ha avuto un campo magnetico debole, in linea con la teoria della dinamo», aggiunge Nichols. «Ma per periodi brevissimi – non più di 5mila anni, forse addirittura solo poche decine di anni – la fusione di rocce ricche di titanio al confine tra il nucleo e il mantello avrebbe prodotto un campo magnetico fortissimo».
Oltre a reinterpretare i dati del passato, lo studio offre uno strumento predittivo fondamentale in vista delle future missioni del programma Artemis. «Ora siamo in grado di prevedere quali tipi di campioni conserveranno tracce di determinate intensità del campo magnetico lunare», dice a questo proposito un altro dei coautori dello studio, il ricercatore dell’Università di Oxford Simon Stephenson. «Le prossime missioni Artemis offriranno l’opportunità di testare la nostra ipotesi e approfondire la storia del campo magnetico lunare», conclude lo scienziato.
Con i nuovi campioni che verranno raccolti in regioni diverse da quelle esplorate mezzo secolo fa, la Luna potrebbe dunque raccontare una storia ancora più complessa – fatta non di un magnetismo costantemente forte, ma di brevi periodi caratterizzati da un’intensa attività magnetica dovuta a una “dinamo intermittente”, in grado di accendersi e spegnersi nel corso dell’evoluzione lunare.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature Geoscience l’articolo “An intermittent dynamo linked to high-titanium volcanism on the Moon” di Claire I. O. Nichols, Jon Wade e Simon N. Stephenson