La scoperta del grafene mette in discussione la teoria sull'origine della Luna

La scoperta del grafene mette in discussione la teoria sull'origine della Luna

Per due giorni gli occhi dell'intero mondo scientifico sono stati puntati su Chang'e 6, la sonda cinese appena rientrata sulla Terra dopo uno storico viaggio verso il lato nascosto della Luna. Ma in attesa dei risultati delle prime analisi dei suoi campioni, altri ricercatori continuano a studiare quelli riportati dalla sorella maggiore Chang'e 5 quattro anni fa. Questo lavoro continua a dare grandi risultati.

In uno studio che ho monitorato Giornale mattutino della Cina meridionale (SCMP), i ricercatori hanno rivelato che i materiali raccolti da Chang'e 5 contengono… GrafeneÈ un materiale costituito da un unico strato di atomi di carbonio puri. Una conclusione che potrebbe mettere in dubbio la principale teoria sulla formazione della Luna.

Carbonio per spiegare l'origine della Luna

Sebbene gli scenari possibili siano molti, è ormai generalmente accettato che la Luna sia nata circa 4,5 miliardi di anni fa in un periodo di tempo. Collisione catastrofica tra la Terra e TheiaUn protopianeta con dimensioni simili a Marte. La collisione avrebbe distrutto un'enorme quantità di materiale che si sarebbe sparso in un ampio disco orbitale prima di condensarsi in un nuovo corpo celeste.

Così questo La cosiddetta ipotesi dell’impatto gigante È prevalente anche dalla fine del XX secolo, perché particolarmente coerente con gli studi condotti negli ultimi decenni. Ad esempio, grazie ai campioni restituiti dalle missioni Apollo, lo sappiamo Il nostro pianeta e i suoi vicini sono sorprendentemente vicini in termini geochimici. Gli isotopi che compongono la Luna sono molto simili a quelli presenti nel mantello terrestre, suggerendo un'origine comune.

Un altro fattore importante che ha contribuito notevolmente a questa teoria è che sulla Luna manca un elemento molto importante: carbonio. Questo elemento è abbondante sulla Terra ed è persino un elemento essenziale nella vita come la conosciamo. Al contrario, la NASA ha scoperto che era molto meno abbondante nei campioni Apollo, e la teoria dell’impatto gigante potrebbe spiegare questa bassa concentrazione.

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In effetti, i modelli dell’evento hanno dimostrato che un tale impatto avrebbe vaporizzato istantaneamente un’enorme quantità di materiale per formare un meteorite. Sinestia – Enormi “ciambelle” di materiale in polvere in rapida rotazione. Allo stato gassoso, tutto il carbonio presente nei detriti sarebbe completamente fuoriuscito nello spazio prima che la sinestia si aggregasse per formare la Luna. Per spiegare il fatto che i campioni della NASA ne contenessero ancora tracce, i ricercatori hanno concluso che probabilmente proveniva dalle cosiddette “fonti”. esterno “, come meteoriti.

IL ” carbonio Locale » e meccanismi di cattura

Tuttavia, nuovi elementi stanno ora costringendo i ricercatori a riconsiderare questa teoria. Nel 2020, un team di ricercatori giapponesi ha dimostrato che quasi ovunque sulla Luna esistono minuscole emissioni di ioni carbonio (vedi Questo documento di ricerca).

Secondo gli autori, ciò indica la presenza di… Le cosiddette fonti di carbonio Locale ». In questo contesto, questo termine si riferisce al carbonio che ha origine direttamente dalla Luna, in contrapposizione al carbonio esogeno sopra menzionato. Ciò può sembrare incerto, ma la presenza del carbonio originale ha implicazioni molto profonde; Ciò significa che i ricercatori potrebbero dover migliorare, o addirittura riconsiderare completamente, il modello di formazione della luna generalmente accettato oggi.

Ecco perché la scoperta del grafene nei campioni di Chang'e 5 è così entusiasmante: questo materiale costituisce un'ottima superficie di attacco per studiare queste diverse ipotesi. Pertanto, i ricercatori cinesi erano interessati alla struttura dei campioni su piccola scala. Utilizzando diverse tecniche microscopiche e spettroscopiche, sono stati in grado di determinare che il grafene ha “solo” due miliardi di anni, ovvero molto più giovane dell’età della Luna. Soprattutto, hanno scoperto che la struttura del grafene è… Secondo ” Alte temperature derivanti da eruzioni vulcaniche “.

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La struttura del grafene, un materiale costituito da un unico strato di carbonio puro. © AlexanderAlUS tramite Wikimedia Commons

Secondo SCMP, ciò avrebbe potuto consentire al ferro in queste regioni relativamente ricche di carbonio di interagire con le molecole di carbonio. Più nello specifico, ciò avrebbe portato a “ Catalisi dei metalli » È probabile che formi grafene. Ancora più importante, ciò indica la presenza di A Meccanismo di sequestro del carbonio sulla Luna.

Quest’ultimo potrebbe spiegare l’accumulo di carbonio originario nel suolo. Saranno necessari ulteriori studi per comprendere meglio tutte le sfumature di questi fenomeni e i loro effetti. Ma questo è in realtà un punto di partenza molto interessante. Secondo i ricercatori, questi risultati possono Rivoluzionando la nostra comprensione della chimica lunare, e quindi della sua storia.

Il lato nascosto della luna, il pezzo mancante del puzzle?

La cosa ancora più entusiasmante è che i nuovi elementi potrebbero presto consentire ai ricercatori di compiere progressi significativi su queste questioni. In effetti, la sonda più recente della Cina, Chang'e 6, è appena tornata a casa con nuovi campioni.

Cambia l'orbita 6
Sonda Chang'e 6 © CGTN tramite Planetary Society

La differenza è che questa volta questo materiale proviene dal lato nascosto della Luna, una regione radicalmente diversa e attualmente molto poco conosciuta.

Possiamo quindi aspettarci che nuovi entusiasmanti risultati emergano molto rapidamente, con implicazioni potenzialmente profonde per il futuro della scienza planetaria.

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