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Il Colore della Luna
23 settembre 2010 di Adrian
Composizione a colori della superficie lunare. La Camera a Grandangolo WAC del LRO sta mappando la Luna in 7 lunghezze d'onda tra il visibile e UV. I colori corrispondo alle frequenze di 320 nm per il blue, 415 nanometri per il verde e 689 nanometri per il rosso. La scena è di circa 1000 km in diametro. Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
Tutti noi abbiamo ben presente la Luna, ma nel immaginario collettivo è in bianco e nero, con varie tonalità di grigio. Questo perché moltissimo del materiale che riguarda la luna è in bianco e nero,tuttavia la Luna non è completamente priva di colori. I colori dominanti sulla Luna sono determinati da variazioni nel contenuto di ferro e titanio. Le regioni chiamate “mare”( (plurale: maria) è un termine latino utilizzato in esogeologia per designare diverse configurazioni morfologiche presenti sulla superficie della Luna) hanno una riflettività più bassa perché contengono relativamente grandi quantità di ossido di ferro (FeO). Alcune mari basaltiche contengono quantità insolitamente alte di ossido di titanio (TiO2) oltre al ossido di ferro, rendendo la superficie ancor meno riflettente. TiO2 fa anche anche cambiare il colore del mare dal rosso verso il blu.
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Le variazioni di colore sulla Luna sono molto sottili; basta guardarla anche a occhio nudo. Per aiutare a distinguere meglio le sottili variazioni nei colori, la camera WAC divide lo spettro della luce Ultravioletta e quello della luce Visibile in 7 sottili bande, da cui gli scienziati possono estrapolare gli segnali relativi a diversi minerali. Nell'immagine sopra sono anche annotati i siti di allunaggio delle missioni Apollo 11 e 17. Credit: NASA/GSFC/Arizona State University
La frontiera molto nitida tra il Mare della Tranquillità(regione più scura e blu) ed il Mare della Serenità(regione chiara, più marrone) è chiaramente visibile in queste nuove immagini a colori ed è il risultato di una più alta concentrazione di TiO2 nei basalti presenti nel Mare della Tranquillità. Gli scienziati hanno studiato i basalti di questo mare in grande dettaglio grazie ai campioni riportati sulla terra dagli astronauti della missione Apollo 11; la composizione delle rocce del Mare della Serenità invece sono conosciute solo grazie all’esplorazione dall’orbita.
Uno dei obbiettivi principali della WAC è di fornire una mappa globale in luce visibile e UV per aiutare gli scienziati a capire meglio la distribuzione di ferro e titanio in questi mari. Dai campioni delle missioni Apollo, pensiamo che il titanio è principalmente presente in minerali di ilmenite. Comunque, non abbiamo campioni da siti vari dei mari basaltici presenti sulla Luna, quindi non possiamo essere sicuri. Questo è uno dei motivi per cui una missione di ritorno di campioni, sulla Terra è più che auspicabile per gli scienziati.
L’albedo della superficie(che indica quanta luce riflette) è influenzato anche dalla grandezza dei granelli e dallo stato fisico del materiale in superficie. E’ da notare come la regione vicina al sito di allunaggio della missione Apollo 17 è insolitamente scura. Questo effetto è semplicemente causato da un abbondanza incredibilmente alta di ferro e titanio? Si e no… si, i materiali riportati sulla Terra durante questa missione hanno tutti un alta concentrazione di titanio e ferro, ma no, le rocce riportate dalla missione Apollo 11 hanno una quantità ancor più alta di titanio e ferro.
La grande differenza sta nello stato fisico del materiale. Mischiti nel suolo di quest’area ci sono tantissimi residui di materiale piroclastico(lava eiettata da uno sfiato e piovuta di nuovo su una grande zona). le gocce di magma si sono raffreddate mentre cadevano e hanno formato piccoli granelli di ghiaccio e altri piccoli cristalli.
Questi granelli avevano un altissima abbondanza di titanio e hanno un albedo molto basso, rendendo cosi la zona molto scura.
Le rocce riportate dalle missioni Apollo 11 e Apollo 12 erano dominate da basalti. Una differenza chiave comunque tra i due siti esplorati sta nell'abbondanza di un minerale chiamato ilmenite. L'allungato minerale nero scoperto nei campioni della missione Apollo 11(immagine sotto) è ilmenite. Credit: Arizona State University
I campioni riportati dalla missione Apollo 11 mancavano generalmente di ilmenite mentre i basalti della missione Apollo 11 presentavano una concentrazione insolita di questo minerale. Il peso totale in percentuali di TiO2 nelle rocce riportata dalla missione Apollo 11 era sopra il 10%. Com’è paragonato ai basalti terrestri? Beh la maggior parte hanno una concentrazione di TiO2 sotto 1%, ed i basalti sulla Terra, con più di 3% sono considerati ad altissima concentrazione. Quindi cosa significa questa varietà lunare ? I basalti provengono da rocce fuse del mantello che sono schiacciate e pressate insieme fino a raggiungere la superficie.
Il fatto che i basalti lunari avvolte hanno un altissima concentrazione di TiO2 indica, per gli scienziati, che i processi al lavoro per segregare gli elementi nel mantello sono molto complessi; la Luna non è un corpo semplice. Adesso la complessa storia della formazione lunare e dell’evoluzione del suo interno non è ben capito molto bene. Analizzando aree della superficie che hanno quantità variabili di titanio, grazie alla camera LROC WAC, future missioni potranno essere pianificate meglio, indicando questi punti come interessanti per un futuro allunaggio umano o robotico.
Le lunghe aree nere nel mosaico WAC sono causate da qualche leggero problema nell’acquisizione stereo delle immagini, ed i piccoli quadratini sono aree non viste dagli occhi della WAC per il fatto che si resetta tra un immagine e l’altra durante la sua orbita. Dato che l’angolo di visione della camera WAC cambia da dritto nel centro fino a 30° sul margine, (in modalità colore, mentre 45° in modalità bianco e nero), gli angoli più estremi ai margini risultano essere leggermente distorti e c’è un’apparente cambio nella luminosità della superficie. Entrambi gli effetti devono essere rimossi per la creazione di più complessi e migliori mosaici, ed il team del LROC lo sanno e ci stanno lavorando a queste correzioni sin dalla primavera.
Se guardate attentamente ad alcuni margini dell’immagine si vedono delle piccole frange di colori. Questo effetto è causato da un imperfetta correzione fotometrica. Man mano che più dati e immagini verranno raccolti con la WAC, il team potrà costruire modelli migliori delle proprietà fotometriche lunari e fornire cosi le correzioni necessarie.