La storia antica del sistema Terra-Luna fu molto violenta. Sono arrivati poco più di un miliardo di anni dopo il Sole e i pianeti iniziarono a formarsi. Innanzitutto, la Luna stessa è stata creata da la collisione di un oggetto delle dimensioni di Marte con la Terra infantile. Quindi, circa 3,8 miliardi di anni fa, entrambi i mondi furono bombardati dai detriti lasciati dalla creazione dei pianeti. Anche Marte e Mercurio portano ancora le cicatrici dai loro impatti. Sulla Luna, il gigantesco Bacino Orientale rimane un testimone silenzioso di questo periodo, chiamato "Late Heavy Bombardment". Durante quel periodo, la Luna fu colpita da oggetti provenienti dallo spazio e anche i vulcani scorrevano liberamente.
La storia del bacino orientale
Il bacino dell'Orientale è stato formato da un impatto enorme circa 3,8 miliardi di anni fa. È ciò che gli scienziati planetari chiamano un bacino di impatto "multi-ring". Gli anelli si sono formati mentre le onde d'urto si increspavano sulla superficie a seguito della collisione. La superficie è stata riscaldata e ammorbidita e mentre si raffredda, gli anelli di increspatura sono stati "congelati" nella posizione della roccia. Lo stesso bacino a 3 anelli è largo circa 930 chilometri (580 miglia).
L'impatto che ha creato Orientale ha avuto un ruolo importante nella prima storia geologica della Luna. Fu estremamente dirompente e lo cambiò in diversi modi: strati di roccia fratturata, le rocce si sciolsero sotto il calore e la crosta fu scossa con forza. L'evento ha distrutto il materiale che è ricaduto in superficie. In tal modo, le vecchie caratteristiche della superficie sono state distrutte o coperte. Gli strati di "ejecta" aiutano gli scienziati a determinare l'età delle caratteristiche della superficie. Perché così tanti oggetti si sono schiantati contro la giovane Luna, è una storia molto complessa da capire.
GRAIL Studies Orientale
Le sonde gemelle Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) hanno mappato le variazioni nel campo gravitazionale della Luna. I dati raccolti raccontano agli scienziati la disposizione interna della Luna e forniscono dettagli per le mappe delle concentrazioni di massa.
Il GRAIL ha eseguito scansioni di gravità ravvicinate del bacino dell'Orientale per aiutare gli scienziati a capire le concentrazioni di massa nella regione. Ciò che il team di scienza planetaria voleva capire era la dimensione del bacino di impatto originale. Quindi, hanno cercato le indicazioni dell'iniziale cratere. Si è scoperto che la regione di schizzi originale era da qualche parte tra le dimensioni dei due anelli più interni che circondano il bacino. Non c'è traccia del bordo di quel cratere originale, tuttavia. Invece, la superficie rimbalzò (rimbalzò su e giù) dopo l'impatto, e il materiale che ricadde sulla Luna cancellò ogni traccia del cratere originale.
L'impatto principale ha scavato circa 816.000 miglia cubiche di materiale. Questo è circa 153 volte il volume dei Grandi Laghi negli Stati Uniti. Tutto ricadde sulla Luna e, insieme alla superficie che si scioglieva, cancellò abbastanza bene l'anello originale del cratere da impatto.
GRAIL Risolve un mistero
Una cosa che ha incuriosito gli scienziati prima che il GRAIL facesse il suo lavoro era la mancanza di qualsiasi materiale interno proveniente dalla Luna che sarebbe sgorgato da sotto la superficie. Ciò sarebbe accaduto mentre il dispositivo di simulazione "colpiva" la Luna e scavava in profondità sotto la superficie. Si scopre che il cratere iniziale probabilmente è crollato molto rapidamente, il che ha fatto fluire e crollare il materiale attorno ai bordi. Ciò avrebbe coperto qualsiasi roccia del mantello che avrebbe potuto scorrere a causa dell'impatto. Questo spiega perché le rocce nel bacino dell'Orientale hanno una composizione chimica molto simile a quella delle altre rocce superficiali sulla Luna.
Il team GRAIL ha utilizzato i dati del veicolo spaziale per modellare il modo in cui gli anelli si sono formati attorno al sito di impatto originale e continuerà ad analizzare i dati per comprendere i dettagli dell'impatto e le sue conseguenze. Le sonde GRAIL erano essenzialmente gravitometri che misuravano minime variazioni del campo gravitazionale della Luna mentre passavano sopra le loro orbite. Più una regione è massiccia, maggiore è la sua attrazione gravitazionale.
Questi furono i primi studi approfonditi sul campo gravitazionale della Luna. Le sonde GRAIL sono state lanciate nel 2011 e hanno terminato la loro missione nel 2012. Le osservazioni che hanno fatto aiutano gli scienziati planetari a comprendere la formazione dei bacini di impatto e dei loro molteplici anelli altrove sulla Luna e su altri mondi del sistema solare. Gli impatti hanno avuto un ruolo nella storia del sistema solare, interessando tutti i pianeti,compresa la Terra.