Nuevas pistas revelan por qué las dos caras de la Luna son tan distintas

La distribución de manera única de los elementos radiactivos después de la catastrófica colisión de formación de la Luna explica la extraña asimetría en la composición de los lados lunares.

La Luna de la Tierra tiene un ‘lado cercano’ que está perpetuamente orientado hacia la Tierra y un ‘lado lejano’, que siempre está alejado de la Tierra. La composición del lado cercano de la Luna es extrañamente diferente de su lado lejano.

La Luna es un cuerpo rocoso relativamente frío, con una cantidad limitada de agua y poco procesamiento tectónico. Los científicos actualmente creen que el sistema Tierra-Luna se formó cuando un cuerpo del tamaño de Marte apodado Theia, quien en la mitología griega era la madre de Selene, la diosa de la Luna, colisionó catastróficamente con la proto-Tierra, haciendo que los componentes de ambos cuerpos se mezclaran.

Se cree que los escombros de esta colisión se separaron con bastante rapidez, quizás durante unos pocos millones de años, para formar la Tierra y la Luna. La Tierra terminó siendo más grande y evolucionó en un punto dulce en términos de que su tamaño era el adecuado para convertirse en un planeta dinámico con una atmósfera y océanos. La Luna de la Tierra terminó siendo más pequeña y no tenía suficiente masa para albergar estas características.

Por lo tanto, retener sustancias volátiles como el agua o los gases que forman nuestra atmósfera, o retener suficiente calor interno para mantener el volcanismo planetario a largo plazo y la tectónica, son idiosincrásicos de cómo ocurrió la colisión de formación de la Tierra-Luna. Décadas de observaciones han demostrado que la historia lunar fue mucho más dinámica de lo esperado con actividad volcánica y magnética que ocurrió hace tan solo mil millones de años, mucho más tarde de lo esperado.

Una pista de por qué el lado cercano y lejano de la Luna es tan diferente proviene de una fuerte asimetría observable en sus características superficiales. En el lado perpetuamente cercano a la Tierra de la Luna, en cualquier noche o día, uno puede observar manchas oscuras y claras a simple vista. Los primeros astrónomos llamaron a estas regiones oscuras ‘maria’, que en latín significa ‘mares’, pensando que eran cuerpos de agua por analogía con la Tierra. Usando telescopios, los científicos pudieron descubrir hace más de un siglo que estos no eran en realidad mares, sino más bien cráteres o características volcánicas.

Sin embargo, debido a que la Luna está relativamente cerca de la Tierra, a solo unos 380.000 km de distancia, fue el primer cuerpo del Sistema Solar que los humanos pudieron explorar, primero usando naves espaciales no tripuladas y luego ‘en persona’.

A fines de la década de 1950 y principios de la década de 1960, las sondas espaciales no tripuladas lanzadas por la URSS devolvieron las primeras imágenes del otro lado de la Luna, y los científicos se sorprendieron al descubrir que los dos lados eran muy diferentes. El otro lado casi no tenía a maria. Solo el 1% del lado lejano estaba cubierto de maría en comparación con el 31% para el lado cercano. Los científicos estaban perplejos, pero sospechaban que esta asimetría ofrecía pistas sobre cómo se formó la Luna.

A fines de la década de 1960 y principios de la década de 1970, las misiones Apolo de la NASA aterrizaron seis naves espaciales en la Luna, y los astronautas trajeron 382 kg de rocas lunares para tratar de comprender el origen de la Luna mediante el análisis químico. Teniendo muestras en la mano, los científicos descubrieron rápidamente que la relativa oscuridad de estos parches se debía a su composición geológica y, de hecho, eran atribuibles al vulcanismo.

También identificaron un nuevo tipo de firma de roca que llamaron KREEP: abreviatura de roca enriquecida en potasio (símbolo químico K), elementos de tierras raras (REE, que incluyen cerio, disprosio, erbio, europio y otros elementos que son raros en la Tierra) y fósforo (símbolo químico P), que estaba asociado con la maria. Pero por qué el vulcanismo y esta firma KREEP deberían distribuirse de manera tan desigual entre los lados cercanos y lejanos de la Luna nuevamente presentó un enigma.

Ahora, utilizando una combinación de observación, experimentos de laboratorio y modelado por computadora, los científicos del Instituto de Ciencias de la Vida Terrestre del Instituto de Tecnología de Tokio, la Universidad de Florida, la Institución Carnegie para la Ciencia, la Universidad de Towson, el Centro Espacial Johnson de la NASA y la Universidad de Nuevo México ha traído algunas pistas nuevas sobre cómo la Luna ganó su asimetría del lado cercano y lejano. Estas pistas están vinculadas a una propiedad importante de KREEP.

El potasio (K), el torio (Th) y el uranio (U) son, fundamentalmente para esta historia, elementos radiactivamente inestables. Esto significa que ocurren en una variedad de configuraciones atómicas que tienen números variables de neutrones. Estos átomos de composición variable se conocen como ‘isótopos’, algunos de los cuales son inestables y se deshacen para producir otros elementos, produciendo calor.

El calor de la desintegración radiactiva de estos elementos puede ayudar a derretir las rocas en las que están contenidos, lo que puede explicar en parte su ubicación conjunta.

Este estudio muestra que, además del calentamiento mejorado, la inclusión de un componente KREEP en las rocas también reduce su temperatura de fusión, lo que aumenta la actividad volcánica esperada a partir de modelos de descomposición simplemente radiogénicos. Debido a que la mayoría de estos flujos de lava se emplazaron temprano en la historia lunar, este estudio también agrega restricciones sobre el momento de la evolución de la Luna y el orden en que ocurrieron varios procesos en la Luna.

Los resultados de este estudio, publicado en Nature Geoscience, sugieren que la maría enriquecida con KREEP de la Luna ha influido en la evolución lunar desde que se formó la Luna.

Con información de Europa Press

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