L’acqua sepolta sotto la Luna potrebbe essere rilevabile ascoltando le vibrazioni che si propagano attraverso il suolo lunare.
Ricercatori dell’Università del Maryland, del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell’Università delle Hawaii hanno scoperto che le onde sismiche, lo stesso tipo di vibrazioni che gli scienziati misurano durante i terremoti, potrebbero aiutare a localizzare e mappare il ghiaccio nascosto sotto la superficie lunare.
Il ghiaccio lunare potrebbe supportare le future missioni sulla Luna.
I risultati sono stati pubblicati su Science Advances il 31 luglio 2026, mentre le agenzie spaziali si preparano a una nuova era di esplorazione lunare. Il programma Artemis della NASA punta a missioni con equipaggio nella regione polare meridionale della Luna nel 2028, dove i crateri permanentemente in ombra potrebbero contenere preziosi depositi di ghiaccio d’acqua.
Per gli astronauti, quel ghiaccio potrebbe servire a diversi scopi. Una volta fuso e purificato, potrebbe fornire acqua potabile. L’elettricità potrebbe anche separarlo in ossigeno per la respirazione e idrogeno per il carburante dei razzi. Una fornitura locale affidabile ridurrebbe la quantità di materiale che le future missioni dovranno trasportare dalla Terra.
“È fondamentale identificare sulla Luna tutti i materiali che un astronauta possa utilizzare durante la sua permanenza nello spazio”, ha affermato Nicholas Schmerr, professore associato presso il Dipartimento di Scienze Geologiche, Ambientali e Planetarie dell’Università del Maryland e coautore dello studio. “Dato che saranno limitati dalle poche risorse portate dalla Terra, qualsiasi cosa trovino sulla Luna li aiuterà a sopravvivere sfruttando le risorse locali, soprattutto per missioni o avamposti di lunga durata.”
I satelliti non possono vedere in profondità nel sottosuolo.
Gli scienziati non sanno ancora con precisione quanto ghiaccio ci sia sulla Luna né dove si trovi la maggior parte di esso. I satelliti in orbita possono esaminare la superficie lunare, ma i loro strumenti rilevano principalmente materiale nello strato più superficiale del suolo.
Parte del ghiaccio d’acqua presente sulla Luna potrebbe essere sepolto a profondità molto maggiori rispetto alla superficie. Il nuovo studio suggerisce che le misurazioni sismiche potrebbero rivelare depositi irraggiungibili con le osservazioni orbitali.
Il suolo lunare ghiacciato e quello asciutto reagiscono in modo diverso al passaggio delle onde sismiche. Il ghiaccio rende il materiale circostante più rigido, consentendo alle vibrazioni di propagarsi da due a tre volte più velocemente rispetto al suolo asciutto.
Le aree ricche di ghiaccio possono anche riflettere l’energia sismica anziché permetterle di propagarsi attraverso il terreno. L’effetto è simile a quello di un suono che rimbalza su una parete e produce un’eco. Secondo Schmerr, un sismometro posizionato nel punto giusto sulla Luna potrebbe rilevare entrambi questi fenomeni.
“Possiamo utilizzare le onde sismiche non solo per verificare la presenza di ghiaccio, ma anche per stimarne approssimativamente la quantità”, ha spiegato.
Test della firma sismica del ghiaccio lunare
Il team di ricerca ha esaminato l’idea in tre modi diversi.
L’autore principale, Harrison Lisabeth (dottorato di ricerca in geologia, conseguito nel 2016), fisico delle rocce presso il Lawrence Berkeley National Laboratory ed ex alunno dell’Università del Maryland, ha lavorato con rocce vulcaniche provenienti dall’Arizona. Una volta frantumato, il materiale assomiglia molto alla polvere lunare. Lisabeth ha congelato la roccia e ha utilizzato i raggi X per osservare come si formava il ghiaccio all’interno dei minuscoli spazi tra i singoli granelli.
Il coautore Matthew Siegler dell’Università delle Hawaii ha creato modelli dettagliati di temperatura per la regione polare meridionale della Luna. Queste mappe hanno contribuito a identificare i crateri che sono rimasti sufficientemente freddi da preservare il ghiaccio per miliardi di anni.
Presso l’Università del Maryland, Schmerr ha utilizzato simulazioni al computer per modellare piccoli terremoti lunari che si propagano attraverso depositi sotterranei di ghiaccio lunare. In tutti e tre gli approcci, la presenza di ghiaccio ha prodotto cambiamenti distinti e misurabili nei risultati sismici.
Il ghiaccio lunare potrebbe preservare la storia antica del sistema solare.
Il ghiaccio lunare potrebbe essere utile per gli astronauti, ma potrebbe anche contenere importanti prove sulle prime fasi del sistema solare.
I crateri lunari profondamente in ombra possono intrappolare acqua e altri materiali volatili per periodi estremamente lunghi. Poiché le rocce circostanti hanno circa quattro miliardi di anni, il ghiaccio conservato al loro interno potrebbe fornire indizi su come l’acqua si muoveva nel giovane sistema solare.
“La Luna è stata testimone di alcune delle fasi più cruciali delle prime fasi del sistema solare, tra cui il modo in cui l’acqua è arrivata sulla Terra”, ha affermato Schmerr. “Studiare il ghiaccio depositatosi lì potrebbe rivelare come l’acqua si è diffusa e, in definitiva, come si sono formati gli oceani terrestri.”
Le prossime missioni potrebbero mettere alla prova il metodo
I ricercatori potrebbero presto avere l’opportunità di confrontare le loro previsioni con le misurazioni reali provenienti dalla Luna.
La missione cinese Chang’e-7 dovrebbe atterrare nei pressi del cratere Shackleton alla fine del 2026. La missione trasporterà un sismometro e nelle vicinanze si trovano diversi depositi di ghiaccio sospetti.
Gli astronauti della missione Artemis della NASA potrebbero anche dispiegare la Stazione di Monitoraggio Ambientale Lunare (LMS) nel 2028. Schmerr ha contribuito allo sviluppo di questo strumento per l’esplorazione sismica.
“Le nostre scoperte gettano le basi per un’osservazione che potremo effettuare nei prossimi due anni”, ha affermato Schmerr. “Nessuno ha ancora misurato fisicamente il ghiaccio sulla Luna, ma ora abbiamo una previsione su cosa aspettarci. Questo è un primo passo importante.”
Questa ricerca è stata finanziata dall’Ufficio della Scienza del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, Ufficio delle Scienze Energetiche di Base, Divisione di Scienze Chimiche, Geoscienze e Bioscienze (Contratto n. DEAC02-05CH11231), e dal progetto CLEVER (Grant n. GR00024738) e dal progetto GEODES (Grant n. 80NSSC19M0216) del NASA Solar System Exploration Research Virtual Institute. Il presente articolo non riflette necessariamente le opinioni di tali organizzazioni.
Abstract
L’identificazione di depositi di ghiaccio d’acqua sulla Luna è fondamentale per consentire indagini scientifiche a lungo termine e supportare le future infrastrutture lunari. Sebbene diverse evidenze suggeriscano l’esistenza di quantità sostanziali di acqua verso i poli lunari, la posizione precisa, l’abbondanza e la distribuzione di queste risorse di ghiaccio rimangono in gran parte sconosciute. La presenza di ghiaccio nel regolite altera le proprietà geofisiche, che possono essere caratterizzate quantitativamente utilizzando tecniche geofisiche analoghe a quelle impiegate nell’esplorazione delle risorse del sottosuolo terrestre. In questo studio, integriamo misurazioni sperimentali di simulanti di regolite ghiacciata ottenute tramite microtomografia a raggi X di sincrotrone con modelli avanzati di fisica delle rocce e un modello termico della superficie lunare. Questo approccio multidisciplinare ci consente di costruire modelli sismici realistici per i depositi di ghiaccio teorici al polo sud lunare. La nostra metodologia ci permette di collegare le variazioni delle proprietà sismiche alla presenza e alla distribuzione del ghiaccio, fornendo un quadro di riferimento per l’utilizzo di metodi sismici al fine di dedurre sia la posizione che l’abbondanza dei depositi di ghiaccio nel sottosuolo. I nostri risultati sottolineano come le tecniche di esplorazione sismica siano uno strumento efficace per la caratterizzazione delle risorse idriche lunari. Le informazioni ricavate da questi modelli non solo migliorano la nostra comprensione dello stato fisico della regolite lunare, ma aprono anche la strada all’ottimizzazione delle strategie di indagine geofisica nelle future missioni lunari.
Materiale fornito dall’Università del Maryland . Nota: il contenuto potrebbe essere modificato per motivi di stile e lunghezza.
Harrison P. Lisabeth, Nicholas Schmerr, Matthew Siegler. The seismic signature of lunar ice. Science Advances, 2026; 12 (31) DOI: 10.1126/sciadv.adz7220
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