Ciencia y tecnología

Un choque planetario, magma, titanio y volcanes: un estudio sobre la formación de la Luna asegura que "se volvió del revés"

Un equipo internacional de geofísicos ha publicado en Nature un estudio que explica por qué hay altas concentraciones de titanio en una de las caras de la luna.

Detalle de la Luna tomada por un telescopio. / plefevre

La hipótesis más extendida entre los científicos sobre la formación de nuestra luna nunca ha podido ser demostrada y sigue siendo una incógnita. Sin embargo, si le hacemos caso a esta teoría, la formación de nuestro satélite está fechada hace 4.500 millones de años. En ese momento, un pequeño cuerpo celeste -probablemente otro planeta- se estrelló contra nuestra Tierra causando un gigantesco cataclismo. En ese choque, y siguiendo esta teoría más extendida , billones de toneladas de roca fundida se desperdigaron por el espacio alrededor de la tierra. Luego, durante milenios, se enfriaron y se solidificaron siendo atraídos por la gravedad de la tierra, formando nuestra luna.

La mayor parte de lo que se sabe sobre la composición y el origen de la Luna proviene del análisis de las muestras de rocas que recogieron los astronautas de las misiones Apolo hace más de 50 años. Son de lava basáltica pero llamó la atención desde el principio a los científicos que algunas tienen concentraciones "sorprendentemente altas" de titanio. Lo curioso es que esa concentración de titanio está, sobre todo, en uno de los lados de la luna.

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Hablamos del lado "cercano", el que vemos desde la Tierra, y sobre todo de la zona llamada "Oceanus Procellarum". Es más baja en elevación, tiene una corteza más delgada, está cubierta en gran parte por flujos de lava y tiene altas concentraciones de elementos típicamente raros como el titanio y el torio.

El otro lado, el "lejano", el que llamamos la cara oculta de la luna, es justo al contrario. Hasta ahora no se sabía por qué. Investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona han publicado en Nature lo que consideran una posible explicación: La luna se volvió del revés.

Ilustración esquemática con un mapa de gradiente gravitatorio (patrón hexagonal azul) del lado cercano lunar y una sección transversal que muestra dos surgencias acumuladas con ilmenita del vuelco del manto lunar.
CRÉDITO Adrien Broquet/Universidad de Arizona y Audrey Lasbordes

Ilustración esquemática con un mapa de gradiente gravitatorio (patrón hexagonal azul) del lado cercano lunar y una sección transversal que muestra dos surgencias acumuladas con ilmenita del vuelco del manto lunar. CRÉDITO Adrien Broquet/Universidad de Arizona y Audrey Lasbordes

Cómo ocurrió

Este trabajo señala que, en sus primeros milenios de formación, la luna estaba cubierta por "un océano de magma". A medida que la roca fundida se enfrió y solidificó formó el manto superficial de la luna, la corteza que vemos. Sin embargo, debajo de la superficie, el magma se seguía moviendo y en algunos puntos cristalizó en minerales densos, por ejemplo la ilmenita. Este mineral contiene grandes cantidades de titanio y hierro.

Según Weigang Liang, director de esta investigación, "como estos minerales pesados eran más densos que el magma que había debajo se hundieron profundamente en el interior de la luna". En los siguientes miles de años, este proceso de hundimiento hizo que se derritieran y se mezclaran con el magma bajando todavía más. Otro de los autores del estudio, Nan Zhang, de la Universidad de Pekín, ha estudiado cómo se hundieron. Lo hicieron "en cascada" hacia el interior de la luna a través de una "red de losas en forma de lámina".

Sin embargo, no podían quedarse ahí abajo mucho tiempo. Aproximadamente hace 4200 millones de años, se produjo un importante episodio de vulcanismo en la luna. Según este estudio, en ese momento, estos minerales "regresaron a la superficie como flujos de lava ricos en titanio". Y ese es el origen de estas concentraciones que en nuestro tiempo hemos encontrado en la superficie. El coautor del estudio, Jeff Andrews-Hanna, lo ha descrito muy gráficamente así: "Nuestra luna literalmente se volvió del revés".

El titanio causó cambios en gravitacionales en la luna

El mineral de ilmenita, cuando se hundía hacia el interior de nuestro satélite, dejó láminas de restos "que causan anomalías en el campo gravitatorio de la luna". Esta circunstancia ha sido probada por las misiones GRAIL de la NASA. En ellas, dos naves orbitaron el satélite entre 2011 y 2012, y midieron pequeñas variaciones en su atracción gravitatoria.

Estas anomalías, según los autores de este estudio, son "consistentes con las simulaciones de la capa de mineral de ilmenita". Es decir, coinciden con las zonas lunares donde los modelos de este estudio dicen que se ha quedado el material rico en titanio.

Los autores del estudio dicen que "por primera vez tenemos evidencia física sobre lo que sucedió en el interior de la luna durante esta etapa crítica en su evolución". Y añaden: "resulta que la historia más antigua de la luna está escrita debajo de la superficie".

Cuando los astronautas de las misiones Artemis finalmente aterricen en la Luna para comenzar una nueva era de exploración humana, señalan, "tendremos una comprensión muy diferente de nuestro vecino que cuando los astronautas del Apolo lo pisaron por primera vez".

Javier Ruiz Martínez

Javier Ruiz Martínez

Redactor de temas de sociedad, ciencia e innovación en la SER. Trabajo en el mejor trabajo del mundo:...

 
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