Anortosite
ferrosa lunare #60025 (
Plagioclasio
Feldspato
). Raccolto dall'
Apollo 16
vicino al
cratere Descartes
. Il campione e esposto al
Museo nazionale di storia naturale
a
Washington
.
Sono generalmente chiamati
campioni lunari
le
rocce
, suoli e polveri
lunari
riportati sulla
Terra
dalle missioni spaziali
statunitensi
e
sovietiche
. Oltre a questi esistono anche rocce espulse naturalmente dalla
superficie lunare
a seguito di
eventi d'impatto
e successivamente ricadute sulla Terra sotto forma di
meteoriti
.
Le sei
missioni Apollo
sbarcate sulla superficie lunare hanno riportato sulla Terra 2415 campioni, dal peso complessivo di 382 kg. La maggioranza dei campioni sono stati raccolti dall'
Apollo 17
(111 kg).
Le tre
missioni sovietiche Luna
hanno riportato altri 326
grammi
in totale.
I
meteoriti lunari
scoperti sulla Terra sono oltre 120, appartenenti a 60 diversi eventi meteorici, e oltre 48 kg in totale. Circa un terzo di questi sono stati scoperti da ricercatori americani e giapponesi in
Antartide
(ad esempio il programma
ANSMET
).
I campioni lunari delle missioni Apollo sono stati raccolti usando diversi strumenti, come
martelli
,
rastrelli
,
pale
,
pinze
e
carotatrici
. La maggior parte sono stati prima fotografati per registrare le condizioni in cui si trovavano. Sono stati posti all'interno di buste e poi dentro un contenitore speciale (
Special Environmental Sample Container
) che li proteggeva dalle contaminazioni terrestri.
I campioni lunari raccolti durante l'
esplorazione della Luna
sono considerati di valore inestimabile. Nel
1993
tre piccoli frammenti delle dimensioni di un seme, raccolti dal
Luna 16
, sono stati venduti per 442 500
dollari
[1]
. Nel
2002
piccole quantita di materiale proveniente dalla Luna e da
Marte
sono state rubate; durante il processo in tribunale che ne e seguito, la
NASA
ha valutato quel materiale, dal peso complessivo di 285 grammi, in 1 milione di dollari.
[2]
Le rocce provenienti dai meteoriti lunari, invece, vengono tranquillamente comprate e vendute tra collezionisti privati, seppur a prezzi molto alti.
Campioni nel
Lunar Sample Building
al
JSC
Allestimento con campione di roccia lunare prelevato durante la missione dell'
Apollo 17
, al
Museo nazionale della scienza e della tecnologia Leonardo da Vinci
di Milano
Il deposito principale dei campioni lunari e il
Lunar Sample Building
presso il
Lyndon B. Johnson Space Center
a
Houston (Texas)
. Secondo la NASA quasi 295 kg dei 382 raccolti sono ancora nelle condizioni originarie al Johnson Space Center; per sicurezza esiste anche una collezione piu piccola conservata alla
Brooks Air Force Base
a
San Antonio (Texas)
. La maggior parte delle rocce sono conservate sotto
azoto
puro
[3]
, per evitare che l'atmosfera terrestre possa danneggiarle. I campioni vengono maneggiati esclusivamente attraverso speciali strumenti e mai direttamente. Circa il 10% delle rocce raccolte sulla Luna e stato distribuito ad un centinaio di laboratori in tutto il mondo per analizzarne le caratteristiche.
[4]
Una piccola quantita di campioni e stata donata a vari musei degli Stati Uniti. Esistono inoltre piu di 300 piccoli campioni che sono stati regalati in due occasioni a governi stranieri e governatori degli Stati Uniti.
[2]
In una prima occasione, al termine della missione Apollo 11, sono state regalate 192 placche contenenti polvere lunare. Altre 135 placche sono state donate al termine del programma Apollo nel
1973
, ricavando frammenti molto piccoli dalla roccia lunare numero 70017 riportata dall'Apollo 17.
[5]
I frammenti provenienti da rocce raccolte dall'Apollo 11 pesavano mediamente 0,05 gr ciascuno, mentre quelli ricavati da rocce raccolte dall'Apollo 17 pesavano mediamente 1,1 gr ciascuno.
[6]
Almeno una delle placche donate e stata rubata in
Honduras
e poi ritrovata, molte altre sono oggi esposte nei musei dei Paesi che le hanno ricevute in dono
[7]
, la placca donata all'
Italia
si trova attualmente al
Museo nazionale della scienza e della tecnologia Leonardo da Vinci
a
Milano
.
[8]
Circa 70 campioni sono in mostra nei
musei
di tutto il mondo
[9]
, come al
National Air and Space Museum
,
Kansas Cosmosphere and Space Center
,
Ontario Science Centre
e nel centro visitatori del
Kennedy Space Center
dove e anche possibile "toccare un pezzo della Luna", che consiste in una piccola roccia cementata in una colonna che i visitatori possono toccare.
La NASA dispone anche di alcuni campioni per uso educativo, che vengono prestati a privati e istituzioni a fini didattici.
Dal 1999 al 2011, ad esempio, nel
grattacielo
Tribune Tower
di
Chicago
e stato esposto un pezzo di roccia lunare ottenuto in prestito dalla NASA.
[10]
Un altro campione, un frammento di 120 grammi proveniente dalla roccia 70215 raccolta durante la missione Apollo 17, e stato portato in Italia da Paolo Attivissimo e Luigi Pizzimenti nel 2015 e nel 2017. In entrambe le occasioni, sono stati organizzati degli eventi espositivi e conferenze in varie localita in Italia e Svizzera.
[11]
La NASA ha anche preparato una serie di confezioni educative composte da un disco trasparente contenente sei tipi di campioni (frammenti di rocce e suoli)
[12]
e 12 sottili sezioni
petrologiche
di materiale lunare.
[13]
. Questi pacchetti sono disponibili per scopi educativi in molti Paesi.
Porzione di roccia lunare al
National Air and Space Museum
a
Washington
Nel
1998
negli Stati Uniti e stata creata un'operazione segreta, nota come
Operation Lunar Eclipse
, che aveva lo scopo di identificare e arrestare le persone che vendevano falsi campioni lunari. Nel settembre del
1998
gli agenti hanno pubblicato un annuncio su
USA Today
in cui facevano richiesta di rocce lunari, la speranza era quella di agganciare chi vendeva falsi campioni, ma invece sono stati contattati da chi possedeva una roccia regalata nel
1973
dal Presidente
Richard Nixon
all'
Honduras
. Le
Goodwill Moon Rock
(
roccia lunare dell'amicizia
) sono una serie di 135 placche di legno con un piccolo pezzettino della roccia numero 70 017, riportata a Terra dalla missione
Apollo 17
, che sono state regalate alla fine delle missioni Apollo a varie nazioni del mondo. Il venditore della roccia, che pesava solo 1,142 grammi, chiedeva l'esorbitante cifra di 5 milioni di dollari. L'operazione si e conclusa due mesi dopo con il sequestro della roccia in una cassetta di sicurezza di una banca di
Miami
.
La roccia e stata il soggetto di una causa civile durata 5 anni e terminata il 24 marzo del
2003
con la confisca della roccia da parte del Governo Federale degli Stati Uniti. La roccia confiscata e stata rimandata al Johnson Space Center e resa disponibile per essere di nuovo regalata all'Honduras. La cerimonia si e svolta il 22 settembre del 2003 al quartier generale della NASA a Washington D.C, dove l'
amministratore della NASA
ha donato la roccia all'ambasciatore dell'Honduras.
Nel
2007
l'agente speciale Joseph Gutheinz, uno dei due agenti originari dell'operazione segreta, e stato protagonista di un
documentario
della
BBC Two
dal titolo
Moon for Sale
(
Luna in vendita
), che racconta la vicenda della Goodwill Moon Rock.
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
Nel giugno del
2002
dal Johnson Space Center sono stati rubati 101 grammi di rocce lunari oltre ad un meteorite marziano. Il furto e stato compiuto da membri interni. Le rocce sono state pubblicizzate sul sito web di un club mineralogico belga; l'
FBI
, con l'aiuto di un astronomo amatoriale belga, ha organizzato una trappola e recuperato i campioni nel luglio del 2002, in
Florida
.
[19]
[20]
La
Roccia della genesi
, una roccia riportata dall'Apollo 15.
Di solito le rocce raccolte sulla superficie lunare sono estremamente piu antiche delle rocce sulla Terra. L'eta stimata, usando la
datazione radiometrica
va dai 3,16 miliardi di anni per i campioni
basaltici
provenienti dai
mari lunari
, ai 4,5 miliardi di anni per quelle dei continenti.
[21]
Al contrario le
rocce piu antiche sulla Terra
risalgono a 3,8 miliardi di anni fa.
In base alla tecnica di datazione del conteggio dei crateri, sulla Luna le piu recenti eruzioni basaltiche risalgono a 1,2 miliardi di anni fa
[22]
, anche se non possediamo alcun campione di quella lava.
A differenza della Terra, sembra che sulla Luna vaste porzioni della
crosta
siano composte da rocce con alte concentrazioni del
minerale
Anortite
. I mari basaltici hanno concentrazioni relativamente alte di
ferro
. Inoltre, alcuni mari basaltici hanno un livello particolarmente alto di
titanio
, nella forma di
Ilmenite
.
Un nuovo tipo di minerale e stato scoperto sulla Luna dall'equipaggio dell'
Apollo 11
, l'
Armalcolite
, chiamato cosi dalle iniziali dei tre astronauti
Arm
strong,
Al
drin e
Col
lins.
Le rocce lunari ricadono in due categorie principali, quelle trovate sulle aree continentali (
terrae
) e quelle nei
mari lunari
. Le terrae sono composte in modo dominante da rocce
plutoniche
mafiche
. E comune anche la
brecce
regolitica
con simili
protoliti
. I
basalti
dei mari si dividono in tre gruppi a seconda delle loro caratteristiche chimiche e del contenuto di Titanio:
basalti high-Ti
,
low-Ti
e
Very Low-Ti (VLT)
.
Le principali
rocce ignee
sulle regioni continentali lunari si dividono in tre gruppi: la serie
anortosite
ferrosa, la serie
magnesica
e la serie
alcalina
.
[23]
[24]
Le
brecce
lunari, formatesi soprattutto a causa degli immensi impatti che hanno creato i bacini, sono principalmente composte da
litologie
delle terrae, dato che i bacini di impatto sono stati riempiti e ricoperti di basalto in epoche successive all'impatto.
Attrezzatura per il trattamento dei campioni al
Lunar Sample Building
La
serie anortosite ferrosa
consiste quasi esclusivamente nella roccia
anortosite
(>90%
plagioclasio
calcico) e dalla meno comune
gabbro
(70-80% plagioclasio calcico e una minoranza di
pirosseno
). La serie anortosite ferrosa e il gruppo piu comune nelle regioni continentali lunari e si e dedotto che cio dipende dalla
flottazione
dei plagioclasi nell'oceano
magmatico
presente sulla Luna agli albori della sua storia.
[25]
Per gli standard terrestri, il plagioclasio e estremamente calcico, con un contenuto
molare
di
anortite
del 94-96% (An94-96). I minerali
mafici
in questa serie hanno bassi rapporti
Mg
/
Fe
.
L'anortosite ferrosa e stata datata usando il
metodo isocrono
a circa 4,46 miliardi di anni, e il tipo di roccia piu antico sulla Luna.
[25]
La
serie magnesica
, o
serie Mg
, comprende la roccia
Dunite
(>90%
olivina
),
Troctolite
(olivina-plagioclasio) e
Gabbro
(plagioclasio-pirosseno) con rapporti Mg/Fe relativamente alti nei minerali mafici e una composizione del plagioclasio generalmente ancora calcico (An86-93).
Queste rocce sono intrusioni successive nella crosta di anortosite ferrosa avvenute circa 4,3-4,1 miliardi di anni fa.
La
serie alcalina
e cosi chiamata per l'alto contenuto di alcalini. Questa serie e piuttosto rara e consiste in anortosite con plagioclasi relativamente sodici (An70-85),
Norite
(plagioclasio-
ortopirossene
) e
Gabbronorite
(plagioclasio-
clinopirosseno
-ortopirossene), con simili composizioni dei plagioclasi e dei minerali mafici della serie Mg.
I
graniti
lunari sono un tipo di roccia relativamente rara, comprendono
Diorite
, Monzodiorite e
Granofiro
. Sono composti da
quarzo
,
plagioclasio
,
ortoclasio
o
feldspato
alcalino, rari minerali mafici (
pirosseni
) e rari
zirconi
. Il feldspato alcalino puo avere una composizione insolita, diversa da ogni feldspato terrestre, e sono spesso ricchi di
Bario
. Queste rocce apparentemente si formano a causa di una
cristallizzazione
estremamente frammentata del magma della serie magnesica o della serie alcalina, sebbene anche l'
immiscibilita
liquida puo avere un ruolo. La
datazione Uranio-Piombo
(U-Pb) dei zirconi di queste rocce e del suolo lunare, stima un'eta di 4,1-4,4 miliardi di anni, piu o meno la stessa delle rocce della serie Mg e alcalina.
La maggior parte delle rocce riportate sulla Terra dalle missioni Apollo sono
brecce
, e provengono in massima parte dalle regioni continentali piu antiche. Le brecce sono aggregati
litificati
di detriti e materiale fuso proveniente dagli impatti lunari che hanno rimodellato la superficie lunare negli ultimi 4 miliardi e mezzo di anni. Le brecce si possono formare da crateri grandi o piccoli e a diverse distanze dall'impatto, per questo ne esistono di molti tipi. Principalmente si dividono in monomittiche, dimittiche e polimittiche rispettivamente formate da un solo tipo di roccia, da due componenti o da molti tipi.
[25]
[26]
Tra i campioni lunari ci sono 59 brecce che pesano piu di 500 grammi, 39 che pesano piu di un chilo e 19 che pesano piu di due chili, la maggior parte delle brecce sono polimittiche.
[27]
Una componente
geochimica
di alcune rocce lunari e il
KREEP
(acronimo di
K
,
REE
e
P
). La sua caratteristica piu rilevante e l'inclusione di una maggioranza di elementi cosiddetti "incompatibili"
[28]
Campione di roccia lunare raccolto durante la missione Apollo 12
Campione di roccia lunare, raccolto durante la missione Apollo 12, superficie naturale
I mari lunari sono composti da
basalto
simile al basalto terrestre ma con qualche importante differenza. Sono piu ricchi di ferro dei basalti terrestri e hanno una minore
viscosita
. Alcuni dei basalti lunari sono ricchi di un ossido di ferro-titanio chiamato
ilmenite
. Dato che i primi campioni lunari possedevano un alto contenuto di ilmenite sono stati chiamati basalti
High titanium
. Successivamente l'Apollo 12 ha riportato basalti con una minore concentrazione di titanio
Low titanium
, infine le missioni seguenti, comprese le missioni senza equipaggio sovietiche, hanno riportato basalti con una concentrazione di titanio ancora minore, i basalti
very low titanium
. I dati raccolti dalla
sonda Clementine
mostrano che la distribuzione del titanio segue uno schema continuo in cui le rocce con la piu alta concentrazione sono le meno abbondanti. Inoltre in alcuni basalti puo essere trovato un contenuto di potassio estremamente elevato, il cosiddetto
basalto VHK (Very High K)
. Infine, il basalto lunare mostra un'ampia
anomalia dell'europio
negativa.
[29]
Rispetto alle rocce lunari che si trovano nelle zone continentali, quelle dei mari basaltici mostrano una piu alta concentrazione di olivina e pirosseni e meno plagioclasi.
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