Breve introduzione alla petrologia della crosta lunare e all’origine della Luna.

Galileo (1610) fu il primo scienziato, circa quattro secoli fa, ad iniziare una osservazione scientifica e sistematica della luna dalla terra. Il primo campione lunare fu portato sulla terra nel 1969 e da allora e` incominciata una nuova era di esplorazione geologica della luna. In questo lavoro si presenta una sintesi dell'attuale livello di conoscenza nel campo della petrologia della crosta lunare ed una rassegna delle teorie sull'origine di questo corpo celeste. La nostra speranza e` quella di incoraggiare la comunita` dei geologi italiani a prendere parte alla ricerca scientifica che riguarda la luna. I campioni lunari sono conservati alla NASA e disponibili per tutti gli scienziati qualificati che li volessero studiare. Le aree chiare e quelle scure visibili sulla luna sono fisiograficamente rilievi montuosi e bacini (mari) rispettivamente; i primi sono costituiti da rocce anortositiche ricche in Al, i secondi da basalti ricchi in Fe. I campioni studiati hanno mostrato quattro principali clans di rocce nella crosta lunare: le anortositi ferrose (eta` media 4.4 miliardi di anni), le rocce plutoniche ricche in Mg (4.2- 4.45 miliadri di anni), i basalti KREEP (arricchiti in K, REE, P, eruttate tra 3.8 e 4.0 miliardi di anni) e i basalti di mare ricchi in Fe (3.2- 4.2 miliadri di anni). Un unico oceano magmatico (profondo tra i 300 km e i 1000 km) si differenzio` circa 4.5 miliadri di anni fa con la migrazione dei plagioclasi verso l'alto e la cristallizzazione di minerali femici sul fondo. La fusione parziale della parte interna ed eterogenea della luna cosi` differenziata genero` il vulcanesimo che erutto` basalti KREEP e basalti di mare. Confrontata alla terra e ad altri pianeti, la luna e` impoverita di elementi volatili e di ferro, mentre la composizione della sua massa e` probabilmente molto simile a quella del mantello terrestre. La luna e la terra hanno anche un'identico comportamento degli isotopi dell' ossigeno. Le interpretazioni dei dati geologici (sensu lato) accettate correntemente da tutti hanno portato per l'origine della luna alla nuova Giant Impact Hypothesis. L'ipotesi suggerisce che dopo la differenziazione della terra a formare un nucleo a composizione Fe-Ni e un mantello silicatico, un corpo delle dimensioni di Marte cadde su di essa. Il corpo che la colpi` evaporò ed espulse, in una nube che entro` in orbita attorno alla terra, una grande quantita` di detrito silicatico riscaldato proveniente dal mantello terrestre. Questa nube orbitante attorno alla terra si aggregò molto velocemente per formare la luna. L' origine così violenta della luna puo` spiegare il suo impoverimento in elementi volatili e in ferro, il comportamento degli isotopi dell'ossigeno e la presenza di un unico oceano magmatico. Galileo (1610) started a systematic earth-based scientific observation of the moon about four centuries ago. The first samples from the moon were brought back to the earth in 1969 and a new era of geological exploration of the moon began. We present a summary of the present state of knowledge about the petrology of the lunar crust and review the theories for the origin of the moon. Our hope is to encourage the Italian geologic community to participate in lunar science research. Lunar samples are available from NASA for research to qualified scientists all over the world. Physiographically, the light and dark areas of the moon are highlands and basins (mare), and are made up of Al-rich anorthositic rocks and Fe-rich basalts respectively. Sample studies have shown that ferroan anorthosites (average age is 4.4 b.y.), Mg-rich plutonic rocks (4.2 - 4.45 b.y.), KREEP basalts (enriched in K, REE, and P; erupted between 3.8 and 4.0 b.y.), and Fe-rich mare basalts (3.2 - 4.2 b.y.) are the four principal clans of rock-types in the lunar crust. A deep (estimated from 300km to 1000km) global magma ocean on the moon differentiated about 4.5 b.y. ago to float plagioclases to the top and crystallized mafic minerals towards the bottom. Partial melting of the heterogeneous interior of the differentiated moon generated volcanism that erupted KREEP basalts and mare basalts. Relative to the earth and other terrestrial planets, the moon is depleted in all volatile elements and also in iron. Otherwise, the bulk composition of the moon is probably very similar to that of the mantle of the earth. The moon and the earth also have identical oxygen isotope systematics. The facts and currently accepted interpretations of all geological data (sensu lato) have led to the new Giant Impact Hypothesis for the origin of the moon. The hypothesis states that after the early earth differentiated to form a Fe-Ni core and a silicate mantle, a mars-sized body impacted on it. The result was to vaporize the impactor and eject a large amount of heated silicate debris from the earth's mantle into an earth-orbiting cloud. This earth-orbiting cloud accreted very quickly to form the moon. Such a violent birth of the moon explains its depletion in volatile elements and in iron, its oxygen isotope systematics, and its global magma ocean.