Cómo reconstruyen los científicos la historia de la Luna

En los primeros días del sistema solar, se cree que una primera Tierra fue pulverizada por un planeta que los científicos llaman Tea. No sabemos de qué estaba hecho o de dónde vino, solo que puede haber sido del tamaño de Marte. La poderosa colisión destruyó ambos planetas tan completamente que los científicos solo pueden adivinar cómo eran.

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De lo que los científicos están más seguros es de que los dos planetas se convirtieron en una masa de material fundido que se enfrió gradualmente para formar la Tierra y la Luna.

“Esta masa fundida giró y formó un disco, que existió durante unos días. La temperatura, que era muy alta, se enfrió lentamente y todo lo pesado se fusionó para formar la Tierra hoy ", comenta Razvan Caracas, un físico que estudia el interior de los planetas en el Centro Nacional Francés de Investigación Científica en Lyon, Francia.

Caracas está ejecutando simulaciones por ordenador de lo que sucedió con esta masa de átomos y materiales inmediatamente después de la colisión como parte de un proyecto llamado IMPACT. Utiliza una potencia de ordenador equivalente a 200 ordenadores de escritorio que funcionan durante dos semanas para calcular lo que ocurre en un conjunto de condiciones después de la colisión. Tres centros de supercomputación en Francia proporcionarán las 120 millones de horas de tiempo de computación requeridas por el proyecto en solo cinco años.

La onda de choque inicial después de la colisión de la proto-Tierra y Tea generó presiones aplastantes y temperaturas quizás tan altas como 10.000 ° C en el centro.

"Es difícil imaginar cómo eran las condiciones", aclara Caracas. Casi toda la tabla periódica de elementos habría estado en una "condición supercrítica": una niebla de átomos desarmados ni en forma gaseosa ni líquida.

Durante los días siguientes, materiales pesados ​​como el hierro comenzaron a formar el centro de un nuevo planeta: la Tierra.

“Los metales se separarían lentamente en forma de gotitas a medida que se enfriaban, y luego los silicatos (minerales) se licuarían. Se formó la parte interior más pesada de la Tierra, entonces el material habría caído sobre el planeta ", continúa el experto. "La parte exterior del disco habría formado un anillo y eventualmente se habría acumulado para formar la luna".

 

Reloj

Si bien la Tierra se unió en unos días, la luna probablemente tardó semanas o meses en tomar forma, según Caracas. Incluso puede haber dos lunas dando vueltas alrededor de la Tierra primitiva, y una chocó contra la otra para crear la luna que vemos hoy. Ambos cuerpos recién acuñados tenían un océano de roca fundida.

Joshua Snape, geólogo lunar de VU Amsterdam, Países Bajos, está interesado en la luna temprana. Espera determinar su edad dentro de un rango de decenas o cientos de millones de años. La opinión tradicional es que se formó hace unos 4.500 millones de años.

 

“Algo profundo estaba sucediendo en la Luna hace entre 4,35 y 4,4 mil millones de años. La explicación más simple es que el océano de magma lunar (que cubre la luna) se enfrió ", afirma Snape.

Gracias a la falta de actividad tectónica de la luna, todas sus rocas pueden informarnos sobre este período de magma, una etapa importante en la formación de la luna.

Cuánto tiempo tardó el magma en enfriarse es una cuestión crucial, dice Snape. "Es importante comprender cuánto tiempo lleva esto, porque ampliamos lo que sabemos sobre la luna a otros planetas".

Como la luna es el único cuerpo sustancial en el sistema solar al que hemos viajado y extraído rocas, sus muestras son valiosas para los científicos. Snape ha estudiado las proporciones de isótopos de plomo y uranio en las rocas devueltas por las misiones Apolo y de los meteoritos lunares. Esta relación actúa como un reloj de tiempo profundo que ha utilizado para calcular cuándo se formó una roca.

“La luna tiene un récord y actúa como un hermoso laboratorio para comprender los primeros procesos planetarios. Esto será aplicable a Marte, Mercurio o Venus, lugares de difícil acceso para nosotros, e incluso puede informarnos sobre nuestro propio planeta ”, comenta Snape.

La Tierra no es tan útil porque la tectónica de placas entierra y recicla rocas.

"Por eso amamos tanto la luna", dijo. "Es un tesoro, geológicamente hablando".

Sus estudios pueden revelar, por ejemplo, cuánto tiempo permanece activo un cuerpo planetario con erupciones volcánicas cuando no hay placas tectónicas que las impulsen. Esto podría ser importante cuando se trata de estudiar planetas alrededor de otras estrellas.

 

Océano de magma

Snape está trabajando actualmente en un proyecto llamado MoonDiff que consiste en intentar recrear composiciones de rocas que existían en el océano de magma lunar. Los minerales no se habrían cristalizado de inmediato, pero lo habrían hecho en una secuencia que Snape está tratando de reconstruir.

Tritura y calienta las rocas recreadas en condiciones similares a las de la Luna cuando su superficie era una masa de roca fundida. "Esta semana estoy realizando experimentos a un gigapascal (mil millones de pascales, una unidad de presión) y 1.200 ° C", dijo.

Conocer la secuencia en que los minerales se separaron del océano de magma ayudaría a explicar la historia de la luna y su geología actual.

"Las rocas más antiguas de la luna (las partes visibles más claras) están formadas principalmente por un mineral llamado feldespato, que habría flotado hasta la parte superior del océano de magma líquido", argumenta el experto. "Por otro lado, esa muestra de basalto del Apolo 12 y otras rocas similares (que componen las partes grises más oscuras) están formadas principalmente por minerales que habrían sido más densos y hundidos hasta el fondo".

Maud Boyet, geoquímica de la Universidad de Clermont Auvergne, Francia, estudia el período de fusión temprano de la Tierra y espera precisar cuándo se enfrió y se volvió habitable por primera vez. Para hacer esto, está examinando la Tierra y las rocas lunares, así como los meteoritos, mediante el uso de nuevas técnicas de espectroscopía de masas, entre otras, para un proyecto llamado ISOREE. Dice que las rocas lunares podrían decirnos cuándo tuvo lugar la gran colisión, pero para hacer eso aún necesitamos comprender la historia temprana de la luna. Las rocas del otro lado de la luna podrían ayudar.

Las rocas lunares recolectadas durante las misiones Apolo provienen del lado de la luna que mira hacia la Tierra. El lado que mira hacia afuera tiene una composición de superficie diferente. Esto podría deberse a que la luna sufrió un segundo derretimiento, quizás causado por una segunda colisión masiva.

"No tenemos muestras (recolectadas) del otro lado de la luna", dice Boyet. "Pero tenemos algunos meteoritos (que aterrizaron en la Tierra) que creemos provienen de allí".

 

 

 

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