Concentrazione di massa

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Topografia della Luna. In rosso le elevazioni, in blu le depressioni.

Una concentrazione di massa, o mascon (contrazione delle parole inglesi "mass concentration"), è una regione della Luna o di un pianeta caratterizzata da una significativa anomalia gravitazionale positiva.

La parola "mascon" viene in genere essere usata come un sostantivo per descrivere la distribuzione di un eccesso di massa sopra o sotto la superficie di un pianeta. Tuttavia, questo termine è più spesso usato come un aggettivo per descrivere una struttura geologica che ha una anomalia positiva gravitazionale come i grandi bacini mascon sulla Luna.

Un esempio sulla Terra di queste anomalie gravitazionali sono le isole Hawaii.[1]

Esempi significativi[modifica | modifica sorgente]

Topografia (in alto) e corrispondente livello di gravità nel Mare Smythii, (in basso). In rosso le elevazioni, in blu le depressioni.

Tipici esempi di mascon lunari sono i bacini di impatto presenti sulla superficie del nostro satellite. Pur essendo delle depressioni, essi mostrano anomalie gravitazionali positive.

I cinque più importanti, ordinati secondo la dimensione, sono:[2]

  1. Mare Imbrium
  2. Mare Serenitatis
  3. Mare Crisium
  4. Mare Nectaris
  5. Mare Humorum

Tra i piccoli e irregolari si possono citare:

  1. Mare Humboldtianum
  2. Mare Orientale
  3. Mare Smythii
  4. Il bordo del cratere Korolev (faccia nascosta della Luna)
  5. La regione attorno al cratere Gagarin
  6. La regione del cratere Mendel-Ryberg (faccia nascosta della Luna).

Sono presenti alcuni bacini mascon anche su Marte, tra cui si possono citare Argyre Planitia, Isidis Planitia e Utopia Planitia.

Caratteristiche[modifica | modifica sorgente]

In teoria, a depressioni topografiche in equilibrio isostatico, dovrebbero corrispondere piccole variazioni gravitazionali negative; perciò le anomalie positive riscontrate in questi bacini indicano la presenza di un'anomala concentrazione di massa posizionata tra la crosta e il mantello, che è a sua volta sorretto dalla litosfera.

Una spiegazione potrebbe essere che i mari lunari, composti da dense lave basaltiche, siano spessi più di 6 km nei punti in cui si rilevano le anomalie gravitazionali. Tuttavia, questo accumulo di lava, che certamente contribuisce a generare le suddette anomalie, avrebbe dovuto comportare anche un innalzamento del sistema crosta-mantello per giustificare l'entità della variazione gravitazionale osservata; inoltre alcuni bacini mascon sulla Luna non sono associati a segni di attività vulcanica.

Questo suggerisce che l'elevazione del mantello potrebbe essere super-isostatica, cioè sollevata al di sopra della sua posizione di equilibrio. Va anche notato che l'enorme distesa di mare basaltico di origine vulcanica associata all'Oceanus Procellarum non possiede una variazione gravitazionale positiva.

Le concentrazioni di massa lunare alterano la gravità locale di alcune zone al punto che satelliti posti su orbite basse e che non vengono corrette, divengono instabili nel giro di mesi o anni, portando i satelliti a impattare contro la Luna stessa.

Scoperta[modifica | modifica sorgente]

Queste anomalie gravitazionali furono rilevate già dalla sonda sovietica Luna 10, i cui dati indicavano che il campo gravitazionale lunare causava perturbazioni maggiori del previsto e che furono attribuite alle sue intrinseche irregolarità.[3] La loro scoperta viene accreditata a Paul M. Muller e William Sjogren del NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), che nel 1968 applicarono un nuovo metodo analitico per controllare accuratamente i dati di volo della sonda Lunar Orbiter.[4] La loro analisi identificò una correlazione tra le anomalie gravitazionali positive e le depressioni dei vasti bacini circolari presenti sulla superficie lunare.

In quel periodo, una delle priorità di alcuni gruppi speciali di ricerca era di spiegare come mai le sonde Lunar Orbiter, utilizzate per verificare l'accuratezza del sistema di navigazione del Progetto Apollo, incorrevano in errori nella determinazione della posizione che a volte erano anche di un ordine di grandezza, cioè ad esempio misuravano due chilometri invece di duecento metri.
Questo implicava che le aree previste per l'atterraggio dovevano essere cento volte più grandi del valore previsto per ragioni di sicurezza. Alla fine si scoprì che le perturbazioni erano causate dai mascon, le aree a forte perturbazione gravitazionale. William Wollenhaupt e Emil Schiesser, che lavoravano al progetto missioni spaziali con equipaggio della NASA, elaborarono la metodologia per risolvere il problema applicata per la prima volta sull'Apollo 12 e che permise un atterraggio a soli 163 metri dall'obiettivo, la sonda Surveyor 3, già precedentemente atterrata.[5]

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ Richard Allen, Gravitational Constraints (Lecture 17) in Berkeley course: Physics of the Earth and Planetary Interiors, p. 9. URL consultato il 25 dicembre 2009.
  2. ^ A. Konopliv, S. Asmar, E. Carranza, W. Sjogren, and D. Yuan, Recent gravity models as a result of the Lunar Prospector mission in Icarus, vol. 50, 2001, pp. 1–18, Bibcode:2001Icar..150....1K, DOI:10.1006/icar.2000.6573.
  3. ^ Solar System Exploration: Missions: By Target: Moon: Past: Luna 10
  4. ^ Paul Muller and William Sjogren, Mascons: lunar mass concentrations in Science, vol. 161, nº 3842, 1968, pp. 680–684, Bibcode:1968Sci...161..680M, DOI:10.1126/science.161.3842.680, PMID 17801458.
  5. ^ Apollo 12

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Marco Gregnanin et al.: Mapping lunar mascons on the hidden side of the Moon - Gravitational field measurement through a micro-satellite mission. S. 572-583, Acta Astronautica, Vol. 65, Iss. 3-4, 2009
  • Mark Wieczorek and Roger Phillips, Lunar multiring basins and the cratering process in Icarus, vol. 139, 1999, pp. 246–259, Bibcode:1999Icar..139..246W, DOI:10.1006/icar.1999.6102.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Geologia lunare La Luna
Formazioni geologiche: CatenaeCrateriDorsaFossaeLacūsMariaMontesOceaniPaludesPlanitiaePromontoriaRimaeRupēsStationesSinūsValles
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