La Luna si è formata molto probabilmente in seguito all'impatto di un corpo planetario delle dimensioni di Marte contro la Terra ancora in fase di formazione. Tre nuovi studi pubblicati sulla rivista “Nature” chiariscono ora alcuni particolari importanti di questo evento: documentano che il bolide potrebbe aver avuto una composizione chimico-fisica simile a quella terrestre e definiscono in che modo la formazione del nucleo e del mantello terrestre furono influenzati dalla gigantesca collisione.

La composizione della Luna è un piccolo enigma scientifico. Dalle simulazioni del gigantesco impatto da cui ha avuto origine risulta infatti che la maggior parte del materiale di cui è formata proviene dal corpo che colpì il nostro pianeta invece che dalla proto-Terra. D'altra parte, campioni di roccia recuperati sulla Luna hanno una composizione simile a quella del mantello terrestre, in particolare per quanto riguarda l'abbondanza dei diversi isotopi, e diversa da quella degli altri corpi planetari del sistema solare.

Nel primo studio, Alessandra Mastrobuono-Battisti, dell'Israel Institute of Technology ad Haifa e colleghi dell'Università di Bordeaux, hanno condotto una nuova simulazione di collisioni tra protopianeti nel sistema solare primordiale e confrontato le composizioni dei diversi oggetti che si sono formati in seguito all'evento. Dalla simulazione è emerso che sebbene i diversi protopianeti abbiano una composizione varia, esiste una buona probabilità, - tra il 20 e il 40 per cento - che la collisione avvenga tra oggetti planetari di composizione simile. Il risultato può dunque spiegare perché la composizione della Terra e della Luna sono simili tra loro ma diverse da quelle degli altri pianeti.

L'impatto da cui ha avuto origine la Luna ha influenzato anche la distribuzione dei diversi elementi negli strati interni della Terra. Secondo i modelli più accreditati, il nostro pianeta si è formato dall'aggregazione di materiale condroitico, simile cioè a quello degli attuali asteroidi.

Durante la fase di accrescimento è iniziata la differenziazione planetaria, cioè di separazione progressiva degli elementi costitutivi che ha dato origine al nucleo, dove poi si sono accumulati gli elementi siderofili - cioè i metalli di transizione che tendono a legarsi col ferro - tra cui il tungsteno.

La differenziazione planetaria, però, avrebbe dovuto lasciare il mantello e la crosta terrestre relativamente poveri di elementi siderofili, che invece sono abbondanti. Questo potrebbe essere l'esito di un processo traumatico, come il gigantesco impatto che ha dato origine alla Luna. Se questa teoria fosse vera, la Terra e la Luna dovrebbero avere due diverse abbondanze di tungsteno: la differenza è stata rilevata per la prima volta da due studi tra loro collegati, il primo firmato da Thomas Kruijer della Westfaelische Wilhelms-Universitaet a Muenster e colleghi e il secondo da Mathieu Touboul dell'università del Maryland.

I due gruppi hanno analizzato le rocce lunari rilevando un eccesso dell'isotopo tungsteno-182 rispetto a quanto si misura nel mantello terrestre, il che confermerebbe il ruolo cruciale dell'impatto del corpo planetario con la Terra.