La Evolución de la Luna

Vídeo publicado por la NASA en el que puede apreciarse el proceso de formación de los cráteres de la Luna, resultado de los múltiples impactos de meteoritos y asteroides. Por suerte nosotros en nuestro planeta contamos con una atmósfera que sirve de escudo contra pequeños fragmentos espaciales, que normalmente se desintegran o explotan al acercarse demasiado a la Tierra.

Para celebrar sus primeros 1.000 días en órbita lunar, que se cumplen el próximo 19 de marzo, el equipo de científicos del centro Espacial Goddard, de la NASA, que opera la sonda LRO (Lunar Reconnaisance Orbiter), acaba de publicar dos vídeos fascinantes sobre la historia de nuestro satélite.

El primero, titulado "Evolución de la Luna", (sobre estas líneas), muestra en tan solo 2,5 minutos cómo nuestro satélite ha adquirido, tras formarse hace 4.500 millones de años, su aspecto actual. El segundo, que se puede encontrar aquí, es un recorrido comentado (en inglés) por los lugares y paisajes lunares más destacados e impactantes.

La Luna, por supuesto, no fue siempre tal y como la podemos ver ahora. Nació como una gigantesca bola de magma que se formó a partir de los restos de la titánica colisión de un objeto del tamaño de Marte contra la Tierra, hace cerca de 4.500 millones de años.

Cuando el magma se enfrió, se formó la corteza lunar. Sin embargo, otro objeto de gran tamaño impactó contra el polo sur de la Luna, hace unos 4.300 millones de años, formando la cuenca Aitken, una enorme depresión de unos 12 km. de profundidad y más de 2.500 km. de diámetro y que es una de las dos mayores huellas de impacto de todo el Sistema Solar.

Pero esa tremenda colisión no fue la única, sino que marcó el principio de una larga serie de violentos impactos que fueron modelando algunos de los aspectos más característicos de nuestro satélite. Con la corteza recién formada y el interior aún muy caliente, la lluvia de meteoritos resquebrajó, hasta hace unos 1.000 millones de años, la delicada superficie lunar, de modo que el magma se fue colando por las grietas y permaneció, como si de un gran mar de lava se tratara, recubriendo durante millones de años una buena parte de la superficie.

Al enfriarse, formó algunos de los "mares" que hoy aparecen como enormes manchas oscuras. De este periodo son los impactos que produjeron algunos de los cráteres más emblemáticos de la Luna como Tycho, Copernico o Aristarco.

Miles de impactos menores terminaron de dar a nuestro satélite su aspecto actual. La Luna que hoy podemos contemplar en el cielo es, pues, el resultado de miles de millones de años de una actividad inimaginablemente violenta.

Un nuevo estudio llevado a cabo por el Southwest Research Institute (SwRI) de Estados Unidos da cuenta de la similitud en la composición isotópica de oxígeno entre la Tierra y la Luna, algo que ayuda reafirma la teoría acerca de que el satélite se formó tras un gran impacto.
  El gran impacto que, se cree, formó el sistema Tierra-Luna ha sido aceptado como canónico. Sin embargo, un gran desafío para la teoría ha sido que la Tierra y la Luna tienen las mismas composiciones isotópicas de oxígeno, a pesar de que los  anteriores modelos del impacto indicaban que debería diferir sustancialmente.

  En el escenario de un gran impacto, la Luna se habría formado con escombros expulsados y organizados en un disco que orbita la Tierra, tras la colisión de un proto-planeta menor contra la Tierra primitiva. Los modelos anteriores encontraron que la mayor parte del material de este disco se habría originado desde un cuerpo impactante del tamaño de Marte, cuya composición probablemente difiere sustancialmente de la de la Tierra.

  Los nuevos modelos desarrollados por el equipo de SwRI, dirigido por Robin Canup, implican cuerpos de impacto mucho mayor de los que antes se consideraban. En las nuevas simulaciones, publicadas por 'Science', tanto el impactador como el destino son de masa comparable, con cada uno conteniendo alrededor de 4 a 5 veces la masa de Marte.

  La simetría de la colisión provocó la composición del disco, al ser extremadamente similar a la del manto del planeta definitivo, sobre una gama estudiada de ángulos de impacto y velocidad relativamente amplia, y en consonancia con las similitudes de composición Tierra-Luna.

  Los nuevos impactos habrían producido que la Tierra girara de 2 a 2,5 veces más rápido de lo que implica el actual momento angular del sistema Tierra-Luna, contenido tanto en la rotación de la Tierra como en la órbita de la Luna.

  Sin embargo, en un documento adjunto elaborado por las investigadoras Matija Cuk y Sarah T. Stewart, demuestran que la interacción resonante entre la Luna y el Sol temprano -conocida como la resonancia de evección- podría haber disminuido el momento angular del sistema Tierra-Luna poco después del impacto que formó el satélite.

  "Al permitir un impulso inicial mucho más alto del sistema angular Tierra-Luna, el trabajo de Cuk y Stewart permite que, por primera vez, los impactos puedan producir directamente un disco apropiadamente enorme, y con una composición igual a la del manto del planeta", dice Canup.

  "La probabilidad final de cada escenario de impacto deberá ser evaluada para mejorar los modelos de formación de planetas terrestres, así como una mejor comprensión de las condiciones necesarias para el mecanismo de resonancia de evección", ha concluido. MÁS SIMILITUDES CON LA TIERRA

Los últimos análisis de la composición de nuestro satélite muestran que alrededor de la mitad de los materiales lunares no proceden de la Tierra


Una nueva serie de medidas de dos isótopos del oxigeno de la Luna confirman que nuestro satélite natural se formó a partir de la colisión contra nosotros de otro cuerpo de tamaño planetario hace unos 4.500 millones de años. El trabajo, presentado durante la Conferencia de Geoquímica Goldschmidt, en California, se publica esta semana en Science.

La mayoría de los científicos creen que la Luna se formó a partir del impacto contra la Tierra de un cuerpo del tamaño del planeta Marte, al que se le ha dado el nombre de Theia. La inmensa cantidad de escombros producidos por la colisión (probablemente la mayor de las sufridas por la Tierra en toda su historia) formó una densa nube de residuos alrededor de nuestro mundo que, obedeciendo las leyes de la gravedad, se fueron uniendo hasta dar forma a lo que hoy es nuestro satélite.

Los esfuerzos por confirmar que tal impacto efectivamente se produjo se centran en medir las proporciones entre varios isótopos del oxígeno, titanio, silicio y otros elementos. Se sabe que esas proporciones varían de un lugar a otro del Sistema Solar, de modo que se convierten en una especie de «firma» a partir de la cual los científicos pueden determinar de qué planeta procede una roca concreta. En el caso de la Luna, comparar esas proporciones entre rocas lunares y terrestres puede decirnos cuánto de Theia y cuánto de la Tierra hay actualmente en nuestro satélite.

Y ahí es donde surge el problema. De hecho, la extraordinaria similitud hallada entre los ratios de estos elementos en la Tierra y la Luna entran en conflicto con la idea de que lnuestro satélite está formado, en su mayor parte, por materiales procedentes de Theia. Si fuera así, su composición debería diferenciarse claramente de la de la Tierra. Algo que, en la práctica, no sucede.

Rocas lunares traídas por astronautas

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Ahora, un grupo de investigadores alemanes, liderados por Daniel Herwartz, han aplicado una serie de tecnicas nuevas y más refinadas para comparar las proporciones de dos isótopos del oxígeno en varias muestras lunares llegadas a la Tierra en forma de meteoritos. Sin embargo, decidieron decidieron reforzar sus conclusiones analizando muestras más «frescas», ya que las utilizadas habían podido cambiar sus isótopos al entrar en contacto con el agua de la Tierra.

Esas nuevas muestras fueron proporcionadas a los investigadores por la NASA, y procedían de la colección de rocas lunares traídas directamente a nuestro planeta por los astronautas de las misiones Apolo 11, 12 y 16. Y resultó que contenían niveles significativamente más altos de los isótopos de oxígeno analizados que sus homólogos terrestres.

Según Herwartz, «las diferencias son pequeñas y resultan difíciles de detectar, pero están ahí. Lo cual significa dos cosas: primero, que ahora podemos estar razonablemente seguros de que la gran colisión se produjo. Y segundo, que por fin podemos hacernos una idea de la geoquímica de Theia. Parece que Theia tuvo que ser muy similar a lo que nosotros llamamos "condritas de tipo E". Y si eso es cierto, podremos predecir la composición geoquímica e isotópica de la Luna, que es una mezcla de materiales de Theia y de la Tierra. El siguiente objetivo es saber cuánto material de Theia ha sobrevivido en la Luna».

Un error de menos de 3 partes por millón

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La mayor parte de los modelos estiman que entre un 70% y un 90% de la Luna está compuesto de materiales de Theia, mientras que entre el 10% y el 30% restante procede de la Tierra primitiva. Sin embargo, algunos modelos argumentan todo lo contrario y defienden que no puede haber más de un 8% de Theia en la Luna actual. El doctor Herwartz afirma que los nuevos datos indican que sería posible una mezcla del hasta el 50% (mitad Theia, mitad Tierra), aunque se necesitan nuevas investigaciones para confirmarlo.

La técnica utilizada por el equipo de científicos es capaz de analizar las muestras y sus isótopos a un sorprendente nivel de detalle: 12 partes por millón (con un margen de error de más/menos 3 partes por millón). Mucho más de lo que cualquier análisis había conseguido hasta ahora.

El mes pasado dentro del proyecto DSCOVR
La serie de imágenes que ha hecho públicas la NASA muestran iluminado el lado que no es visible desde la Tierra y por lo tanto más lejano.

La cámara EPIC de la NASA a bordo del Observatorio Climático del Espacio Profundo ha capturado la Luna desde un punto de vista nunca antes mostrado, mientras se movía delante de la cara iluminada por el Sol de la Tierra.

La cara oculta de la Luna no ha vuelto a ser vista en fotografías desde 1959, cuando la nave espacial soviética Luna 3 envío las primeras imágenes.

EPIC View of Moon Transiting the Earth