La Luna podría recibir agua de la atmósfera terrestre

Se han descubierto importantes cantidades de hielo de agua sobre la superficie lunar. Ésta tiene varios orígenes, pero un nuevo estudio propone que parte de ese hielo proviene de la misma atmósfera terrestre y que ha sido transportado a la Luna por el campo magnético terrestre.

 

Desde hace ya algunas décadas varios descubrimientos han ido desvelando la presencia de hielo de agua sobre la Luna, en cantidades suficientemente grandes como para que podamos plantearnos utilizarlo como fuente de agua líquida para una futura colonia humana permanente sobre la superficie de nuestro satélite. Este hielo tiene diversos orígenes, siendo el principal de ellos el bombardeo de meteoritos ricos en hielo de agua durante lo que se conoce como el “bombardeo tardío”. Un nuevo estudio propone un nuevo método de adquisición de este agua, proveniente de la propia atmósfera terrestre y transportado hasta la Luna por medio de la  magnetosfera.

El equipo de Gunther Kletetschka, de la Universidad de Alaska en Fairbanks han estudiado la superficie lunar con datos del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA y han deducido que una cantidad no despreciable del agua depositada en las regiones polares tiene origen terrestre. Concretamente habría llegado a bordo del campo magnético terrestre, aunque no en forma de agua.

La Luna
La Luna

El campo magnético terrestre, de estar nuestro planeta aislado en el universo, tendría una forma aproximadamente esférica, rodeando a la Tierra por completo, circulando entre los polos. Sin embargo la Tierra no está aislada y orbita alrededor del Sol, que es capaz de ejercer influencia sobre este campo terrestre mediante su viento solar. Este viento, que consiste en partículas cargadas (principalmente electrones y protones) que salen despedidas desde la estrella a grandes energías es el responsable de las auroras polares que observamos en nuestro y en otros planetas. Es responsable además de que Marte perdiera gran parte de su atmósfera cuando se apagó su campo magnético y es responsable también de que el campo magnético de la Tierra no sea esférico, sino que se extienda en dirección opuesta al Sol, con una forma como de gota o lágrima.

Por tanto la cola del campo magnético de la Tierra se extiende varios cientos de miles de kilómetros desde la superficie del planeta, alcanzando incluso la órbita de la Luna. Esto no es inusual, pues sabemos que la cola de la magnetosfera de Júpiter, la más grande de cualquier planeta del sistema solar, puede alcanzar incluso la órbita de Saturno. Pues bien, todo esto significará que la Luna cruzará esta cola de la magnetosfera terrestre en su órbita alrededor del planeta. Concretamente lo hará durante unos 5 de los 28 días que tarda en completar una órbita entera.

Cada día, toneladas y toneladas de gases escapan de la atmósfera terrestre. Algunos impulsados por el campo magnético pero otros por simple cinética: por su temperatura, tienen demasiada velocidad y el campo gravitatorio del planeta no es capaz de retenerlos. Independientemente de cómo abandonen la atmósfera, algunos de estos átomos, especialmente aquellos que aparezcan en forma de iones, con cierto carga eléctrica neta, se verá afectados por el campo magnético y conducidos por sus líneas hacia los polos o hacia esta magnetocola que se extiende alejándose del Sol.

Esto ocurrirá en todo momento, de día y de noche, en invierno y en verano y sin importar en qué posición de la órbita esté la Luna. Pero cuando la Luna se sitúe dentro de la magneto cola, los iones de oxígeno e hidrógeno que hayan escapado de la Tierra podrán depositarse sobre la superficie lunar, recombinándose algunos de ellos formando cristales de hielo de agua que, con el paso de miles de millones de años, van acumulándose hasta formar grandes depósitos.  Esto será posible porque la Luna carece de un campo magnético que pueda repeler a estos iones, de forma que las partículas chocarán con la superficie lunar como si de una lluvia interplanetaria se tratara, alcanzando intactos la superficie del satélite.

Los autores del estudio en cuestión sugieren que podría haber unos 3000 kilómetros cúbicos de hielo sobre la Luna proveniente de la atmósfera terrestre mediante este mecanismo. Esta cantidad sería aproximadamente equivalente al agua contenida en el lago Hurón, uno de los grandes lagos situado entre Estados Unidos y Canadá, que es el octavo lago del mundo en volumen de agua contenida.

Esta presencia de hielo de agua resulta especialmente interesante, más allá del interés puramente científico, porque puede abastecer una futura colonia humana en nuestro satélite. Estas colonias, si pretenden albergar a cierta cantidad de profesionales y perdurar en el tiempo, necesitarán ser autosuficientes en su consumo de recursos, pues actualmente los precios de mandar grandes cantidades de agua al espacio harían prohibitivas estas iniciativas. Ni con los cohetes reutilizables de última generación se podría plantear seriamente la posibilidad de transportar toda el agua necesaria para un proyecto así, pues actualmente el coste no baja de los 3000 dólares por kilogramo mandado a la órbita baja terrestre.

La misión Artemis que la NASA pretende desarrollar en los próximos años estudiará la viabilidad de una presencia permanente en la Luna de sus astronautas, donde la disponibilidad de agua (aunque sea en forma de hielo) jugará un papel decisivo.

Referencias:

G. Kletetschka et al, 2022, Distribution of water phase near the poles of the Moon from gravity aspects. Sci Rep 12, 4501 https://doi.org/10.1038/s41598-022-08305-x

José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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