Osserviamo gli altopiani lunari Di Piergiovanni Salimbeni Premessa Dato che molti possessori di telescopi leggono binomania, ho deciso di pubblicare questo articolo, per discutere un poco della mia passione primaria, la geologia lunare, un poco abbandonata, seppur mai sopita, per dare spazio alla gestione di questo sito. Vedo spesso giovani astrofili inviare alle riviste e sui forum delle immagini stupende della superficie lunare seppur non conoscano la storia geologica delle formazioni riprese; per tale motivo, questo mese inizierò a parlare degli altopiani lunari. Sono solito affermare che gli altopiani lunari raccontano la storia più antica della luna e dovrebbero essere presi in maggiore considerazioni dai binofili e dagli astrofili ingenere che puntano i loro strumenti verso il nostro caro satellite. Grazie alle riprese in alta risoluzione ed alle rocce lunari giunte sulla terra è stato possibile perfezionare la comprensione di queste regioni, riuscendo inoltre a carpire maggiori informazioni sulla loro genesi, stratigrafia e litografia, tuttavia non siamo ancora in grado di comprendere quale sia l’esatta composizione chimica di tali strutture giacché la maggior parte delle conformazioni superficiali che li costellano, sono state cancellate e/o parzialmente distrutte dai numerosi impatti che hanno generato i crateri che attualmente dominano negli altopiani. Oltre a ciò è presente uno strato superficiale sbrecciato il cui spessore, come anticipato è di circa dieci chilometri, tale valore è stato appurato attraverso varie analisi sismologiche. Tali dati hanno evidenziato come la crosta si sia frattura per oltre 25 chilometri in profondità. Tale asserzione ipotizzerebbe che le strutture delle rocce degli altopiani, non evidenzino la crosta lunare precedente ai grandi impatti meteoritici, giacché essa è andata quasi totalmente distrutta.   Una questione di molto interesseper gli appassionati di geologia lunare è il ruolo che ha rivestito il vulcanesimo avvenuto negli altopiani e l’individuazione, tramite riprese ed osservazioni visuali, d’alcune strutture associate agli ejecta provenienti dai bacini a più anelli (vedesi Bacino Imbrium) Ricordo ai lettori che l’età degli altopiani lunari è maggiore di quella dei mari lunari, ed è superiore ai quattro miliardi d’anni, le brecce, (che sono anche state portate in piccoli campioni dalle missioni Apollo) appaiono di colore più chiaro dei mari, testimoniando una composizione diversa da quella basaltica. La composizione degli altopiani di fatto si diversifica da quella dei mari, soprattutto per il maggior tenore di alluminio e calcio e perilminor contenuto di metalli pesanti. Fra le rocce più comuni potrei citare le anortositi che, pare, siano state generate dal processo definito di “cristallizzazione frazionata” che è avvenuto tramite il raffreddamento della crosta lunare per sprofondamento della materia più densa (metalli pesanti) ancora allo stato fuso. Un’altra roccia degna di rilievo è quella denominata KREEP poiché è composta da potassio (K), terre rare (REE Rare Earth Elements) e fosforo (P). Una caratteristica molto importante del Kreep, è data dalla elevata concentrazione di radioisotopi, maggiori che in qualunque altra roccia lunare.Di fatto, oltre all'isotopo radioattivo del potassio (K), il KREEP contiene, come descritto dal Dr. Silvio D'amico sul numero 3 di astronomia Uai anno 2001,anche quantità di Uranio (U) e di Torio (Th) campione di Kreep Se ponete l’occhio all’oculare del vostro binocolo, noterete che , osservando gli altopiani lunari, essi vi appariranno maggiormente craterizzati a differenza dei mari. Tale caratteristica ha consentito di verificare l’età dei crateri, tramite l’analisi del loro degrado strutturale etramite lapresenza d’accumuli fra le varie strutture da impatto; infatti, i crateri più recenti, sovrapponendosi a quelli precedenti, li hanno distrutti o deformati in maniera considerevole. Ovviamente oltre ai crateri sono presenti varie strutture come, ad Esempio, le catene montuose..ma come si sono formate? In sintesi potrei dire che la dinamica che ha originato queste strutture è antitetica a quella avvenuta sulla terra, di fatto le nostre catene montuose, come ad esempio l’Himalaya, sono di regola il frutto dello scontro fra le zolle che compongono la crosta terreste, in tale caso durante la collisione è possibile che una zolla possa sprofondare sotto l’altra causandone il sollevamento. Sulla cara luna, invece, questa genesi è praticamente impossibile, poiché non esiste una suddivisione della crosta lunare in zolle e lo strato inferiore non è caldo a sufficienze per possedere dei moti di convenzioni simili a quelli del mantello terrestre.   Per tale motivo, l’origine delle catene montuose sulla Luna, deve cercarsi ancora una volta nel bombardamento di meteoriti e addirittura di planetesimi, che hanno originato i grandi bacini da impatto presenti sulla luna, inoltre, grazie alla minor gravità lunare è stata possibile la formazioni di montagne molto più alte, in media di quelle terrestri, come ad esempio i 5500 metri di alcuni monti Apennini, oppure i 7500 dei Monti Doerfel. Gli Apennini, si sono formati durante il mega impatto imbriano (che ha generato il bacino Imbrium) Tutti avranno osservato laprima concentricità di tali strutture e di come, siano rimasti visibili alcune montagne isolate, come ad esempio i monti Piton, Pico, che si innescano in corrugamenti del mare Imbrium che li circonda, come i Monti le Hire, i Recti, Teneriffe Spitzbergen. Il secondo e terzo anello, invece, ha formato leAlpi, i Monti Gruithuisen ed i notissimiMonti Caucaso e Carpazi.   Le Missioni Apollo Grazie alle missioni Apollo è stato possibile risolvere parzialmente i dubbi inerenti una presunta attività vulcanica, che potrebbe essere avvenuta nel passato, sulla superficie lunare. Apollo 14 e Fra Mauro Chi ben ricorda, la missione Apollo 14 allunò all’intenro del cratere Fra Mauro, antichissimo e di soli 895 chilometri di diametro, composto da pareti erose e per tre quarti ricoperto dal fluire della lava della piana marina, poi solidificatasi. Osservando con un telescopio che sviluppi almeno 100 ingrandimenti dotato di un buon potere risolutivo si potrà verificare come la formazione Fra Mauro sia caratterizzata da corrugamenti quasi rettilinei composti da collinette allungate, che si estendono in larghezza per circa 2 e 4 km ed in lunghezza sino a 20km, Si potrà anche osservare che tali strutture sono orientate in direzione quasi radiale rispetto all’Imbrium Rammento nuovamente che il bacino Imbrium si è formatoa causa dell’impatto di un gigantesco meteorite che produsse una formazione geologica a grande raggio. Le impronte di questo impatto si trovano addirittura a centinaia di chilometri di distanza dal centro di quello che sarebbe dovuto essere il più esteso cratere della superficie lunare, ovviamente prima che fosse invaso dalle lave vulcaniche. Del resto è molto evidente, sempre analizzando Fra Mauro come la parte adiacente ad esso sia stata ricoperta da ejecta espulse nel corso dell’impatto e questo dimostra che la zona è più antica del bacino stesso. Anche la presenza di piccoli solchi (Rimae) che spesso vedo con piacere immortalate nelle riprese dei giovani astrofili con le webcam, avendo apparentemente una direzione casuale, potrebbero dipendere dagli assestamenti della crosta successivi al movimento sismico che scosse la luna intera. Questa interpretazione è stata convalidata anche dall’analisi lunare delle rocce raccolte nel corso della Missione Apollo 14, esse, infatti,sono costituite principalmenteda brecce da impatto,che mostrano stadi diversi di metamorfismo da urto. Esse, originariamente, erano tipiche della crosta lunare più antica.   L’apollo 16 Chi ritiene che le missioni Apollo siano unicamente una mera finzione forse non sa, che l’apollo 16 ebbe come obiettivo l’altopiano a nord ovest del Mare Nectaris detto piana Cayley (formazione Cayley se vogliamo parlare di unità rocciosa) e a nord del cratere Descartes. Le rocce raccolte in questo settore lunare, della regione chiamata “di Cayley” risultò principalmente costituito dibrecce chiare e scure, con presenza di piccole quantità di anortosite e gabbro. Il materiale raccolto nella zona del cratere Descartes (precisamente presso una collina alta 514 metri e battezzata Stone) era di simile composizione. Le due formazioni, visto il materiale raccolto, sembrano quindi possedere un'origine comune. Il fatto che l'analisi dei campioni raccolti non indica alcun elemento vulcanico fa propendere, anche in questo caso, ad un'origine da impatto essendo, in ultima analisi, costituita da materialeriversatosi daibacini.   Cosa osservare? Durante il primo quarto oppure sei giorni dopo la fase di luna piena uno sguardo lo merita senza alcun dubbio il grande cratere Ptolemaeus, situato a 1.8° ovest di longitudinee 9.2° sud di latitudine scarica la versione originale ad alta risoluzione Già un binocolo di 20 ingrandimenti sarà in grado di distinguere la sua ampia forma, mentre con un binoscopio od un telescopio che fornisca almeno 100 ingrandimenti si potranno osservare in dettaglio alcuni micro-crateri situati al suo interno, come ad esempio il cratere Ammonius ed il contiguoCratere Fantasma, che in realtà si riescono già a percepire con un 25x100. I possessori di strumenti più performanti potranno, invece, discernere la vera natura del suo fondo composta daun mare di micro-crateri . A 2.5° ovest di longitudine e 13.4° di latitudine fa bella mostra di sé il cratere Alphonsus. Osservabile anch’esso durante gli stessi giorni citati per Ptolomaeus sarà possibile ammirare il suo intricatissimo intreccio di rime, il picco sommitale posto al centro del cratere, sede di controversie teorie su fenomeni lunari temporanei, (avrò modo di discuterne se l’argomento potesse interessare i lettori) nonché di decine di microcrateri ed alcunipiccoli crateri piroclastici. Molto affascinanti per l’osservazione sono anche le pareti alte ben 3610 del cratere Arzachel, situato ad 1.9 °ovest di longitudine e 18.2° suddi latitudine. Al suo interno è osservabileuna montagna alta 1500 metri, numerosi crateri, una rima a nord est ed alcuni solchi. Dei dettagli molti interessanti ma che richiedono un buon potere risolutivo sono le diramazioni della rima omonima e alcune colline che ricoprono il fondo del cratere. scarica la versione originale ad alta risoluzione Al quinto-sesto giorno di lunazione,spiccano maestosi le formazioni di Teophilus, Cyrillus e Catharina nel Mare Nectaris. I tre crateri, che disposti da nord a sud rispettivamente, mantengono un preciso ordine cronologico: essendo Teophilus il più recentee Catharina il più antico. Teophilus ha un diametro di 100 km, pareti alte 4400 metri e un picco centrale triplo. Cyrillus, dal diametro di 98 km possiede anch'esso un picco centrale triplo, un cratere interno in posizione eccentrica, collinette e solchi.Catharina, del diametro di 100 km, possiede due crateri erosi fantasma piuttosti grandi, denominati dal Rukl con le lettere P e S (e rispettivamente del diametro di 50 e 15 km). scarica la versione originale ad alta risoluzione Nella zona sud del Mare Nectarsipotreste osservare con estremo interesse, il cratere Piccolomini di 88km di diametro che presenta un picco centrale, da questa struttura s’innalza la Rupes Altai che altro non è se non uno scoscendimento relativo alla fomrmazione del Bacino Nectaris. AL settimo giorno di lunazione vi consiglio di osservare il cratere Stofles, che possiede un diametro di 126km ed ha pareti altissime, di ben 2760 metri. Tale cratere è un esemplare fenomeno di deformazione dovuta all’attività meteoritica avvenuta contro la luna, di fatto, impatti successivi hanno generato una serie di crateri che hanno modificato la morfologia originizaria. Rimanendo in quel settore, potete osservare il cratere Faraday che possiede un diametro di 70 km mentre a sud ovest, invece, è ben visibile un altro cratere secondario, Stofler F, localizzato tra la platea e la parete più interna del diametro di 18 km.   Al nono giorno domina la fase il cratere Clavius, situato a sud di Tycho che possiede un diametro di 225km e presenta all’interno quattro crateri disposti ad arco: Rutherfurd (48 x 54 km) localizzato a sud, Porter (52 km) a nord est, Clavius C (21 km) e Clavius D (29 km) vicini al centro.     Le strutture enigmatiche degli altopiani La zona in realtà è geologicamente molto complessa. Ad esempio, potreste osservare vicino al cratere Pons alle seguenti coordinate 20.00° est e 25.95° sud, una struttura le cui dimensioni sono state stimate in 11x9 km, può servire da esempio per descrivere la complessità dell’interpretazione geologica. Nelle migliori immagini riprese dagli astrofili si notano alcune frastagliature poste alle due estremità nord e sud e una serie di dettagli sommitali, sono state paragonate alle corrispondenti immagini del Lunar Orbiter e del Consolidated Lunar Atlas . La forma del rilievo e la geologia della regione permettono di comprenderela sua probabile origine (si veda in proposito il box La struttura vicino Pons). Se si provano ad esaminare le immagini del Lunar Orbiter, si verificherà che in molte zone degli altopiani, sorgono diverse strutture erose presumibilmente originate dal materiale riversatosi daibacini (hummockyterrain). Le aree circostanti, inoltre, non mostrano una simile erosione.   Le mappe ottenute attraverso misure multispettrali dalla sonda Clementine mostrano una mineralogia costituita in modo predominante da anortosite. Questaarea, come nel caso della formazione di Cayley,è una zona costituita da ejecta e non è presumibilmente vulcanica. Tali dati, rendono davvero difficile ricostruire geologicamente una ipotetica attività della zona. Se dalle immagini terrestri questa struttura può somigliare ad un domo, occorrerebbero delle prove più certe come quelle ottenibile dalle sonde spaziali o da missioni lunari automatizzate. Resta il fatto che la prova migliore sarebbe quella derivante dall’analisi dei campioni della zona che potrebbe confermare la reale natura geologica di queste strane strutture.     Vulcanismo negli altopiani?   Nelle regioni degli altopiani è stata, comunque,assodata la presenza di alcuni domi. L'esistenza del vulcanismo verificatosi in queste regioniresta un campo particolarmente dibattuto tra i selenologi. Molti autori, al riguardo, ritengono che la sorgente dell'attività magmatica sarebbe,probabilmente,la crosta lunare dove i magmi hanno un più basso contenuto di ferro e titanio, tanto da differenziarsi per mineralogia dal vulcanismo avvenuto nei mari lunari.   Attualmente per la ricerca e lo studio dei domi lunari sono disponibili vari database di domi, io consiglio di scaricare le mappe sul nostro sito del GLR: http://www.glrgroup.org/domes/domeatlas.htm, dove potrete verificare immediatamente lapresenza di un domo certificato, o probabile Il campo di ricerca e di analisi dei domi lunari, è quindi particolarmente proficuo per l’astrofilo, anche per migliorareeventuali dati già riportati nelle liste disponibili,otrovare eventuali nuove strutture. Le liste, al riguardo, non sono esaustive e di conseguenza vanno intese come strumenti di lavoro, rimandando ad ulteriori approfondimenti nel caso di qualunque struttura sospetta di essere di origine vulcanica.   NOTA   Il nostro gruppo, il GLR, ha analizzato o ed affinato alcune caratteristiche relative ad un domo presente vicino al craterePiccolomini, che era stato segnalato da H. Hill nel suo libro “A portfolio of lunar drawing”, senza che comunque fossero riportatele coordinate, le dimensioni e la presenza di eventuali strutture sommitali. Questo domolocalizzato, sulla base della nostra analisi cartografica (si veda per approfondimentil’articolo cartografia lunare, Nuovo Orione, numero 127, dicembre2002)alle coordinate di 28.69° Est e 27.50° Sud, mostra un cospicuo craterino sommitale, probabilmente l’antica bocca eruttiva. Esso giace vicino alla Rupes Altai all’interno dell'anticobacino Nectaris(3.83-3.92 miliardi di anni).   Recentemente, anche alcuni autoridell'American Lunar Society hanno segnalato un altro probabile domo in altopiano, vicino al cratere Zollner(si veda in proposito la Tabella 3). Questi due ultimi esempi potranno stimolare, come mi auguro, le future ricerche mirate da parte degli astrofili insieme al nostro gruppo (il GLR group) in una zona tipicamente impervia che rende assai delicata, e difficoltosa, la ricerca e l'interpretazione di queste strutture .       ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Tabella 1 Domi classificati in altopiani; fonte ALPO (Association of Lunar and Planetary Observers)   LONGITUDINE LATITUDINE DIAMETRO km LOCALIZZAZIONE 13°19' 65°39' ? Meton 20°26' 71°48' 9 Meton 24°43' -29°13' 8 Rothmann 38°54' -09°40' ? Gutemberg 28°38' -19°23' ? Piccolomini -27°45' 14°53' ? Tobias Mayer D -59°43' -21°24' ? De Vico   (*) longitudine e latitudine espressa in scala sessagesimale (gradi e primi), si veda per approfondimentil’articolo cartografia lunare, Nuovo Orione, numero 127, dicembre2002       Tabella 2 Domi di incerta classificazione nell'appartenenza tra unità di mari o di altopiani;fonte ALPO (Association of Lunar and Planetary Observers) LONGITUDINE LATITUDINE DIAMETRO km LOCALIZZAZIONE (nei pressi) -39°37' 08°55' 14 Kepler -32°46' 04°01' 17 Kunowsky -32°45' -35°02' 5 Ramsden 33°13' 32°53' 31 Posidomius 32°08' -17°56' 21 Fracastorius 32°33' -19°16' 8 Fracastorius 41°20'   34°32' 7 Neander 54°19' 34°32' ? Geminus 32°19' -19°30' 8 Beaumont   (*) longitudine e latitudine espressa in scala sessagesimale (gradi e primi), si veda per approfondimentil’articolo cartografia lunare, Nuovo Orione, numero 127, dicembre2002     Tabella 3 – Domi in altopiani ; fonte GLR (Geologic Lunar Research Group) e ALS (American Lunar Society) Longitudine Latitudine DIAMETRO km Vicino a DATI 28.69° -27.50° 10 Piccolomini GLR 16.20° -07.50° Non misurato Zollner ALS (*) longitudine e latitudine espressa in scala sessadecimale, si veda per approfondimentil’articolo cartografia lunare, Nuovo Orione, numero 127, dicembre2002         ---------------------------------------------------------------------------------------------------- Glossario Anortosite: roccia cristallina presente sugli altopiani lunari Brecce: frammenti di roccia tenuti insieme dall'effetto del calore odella pressione Basalto: Il basalto è una roccia vulcanica dura, con un contenuto di silice (SiO2) minore del 53 per cento del peso. A causa del basso contenuto di silice, è caratterizzato da una bassa viscosità per cui i flussi basaltici possono muoversi rapidamentedalla bocca eruttiva. Gabbro: roccia ignea intrusivaformata da plagiocasio e pirosseno Ejecta: materiale espulso a seguito di un impatto. KREEP : rocciacontenentepotassio (K), terre rare (REE Rare Earth Elements) e fosforo (P). Pirosseni: gruppo di minerali del silicio (silicati di magnesio,ferro calcio e anche alluminio e sodio)