Hace unos 4.500 millones de años, un pequeño planeta chocó contra la jovencísima Tierra, arrojando roca fundida al espacio. Poco a poco, los restos se congregaron, enfriaron y solidificaron, formando la Luna. Esta hipótesis de cómo se formó el satélite natural de la Tierra es la más aceptada por la mayoría de los científicos. Pero los detalles de cómo ocurrió exactamente han venido siendo un misterio, sobre todo por el hecho de que algunas características de la geología lunar parecen indicar que la Luna está geológicamente vuelta del revés.

La mayor parte de lo que se sabe sobre el origen de la Luna procede de análisis de muestras de rocas, recogidas por los astronautas del programa Apolo hace más de 50 años, combinados con modelos teóricos. Las muestras de rocas de lava basáltica traídas de la Luna muestran concentraciones sorprendentemente altas de titanio. Posteriores observaciones por satélite descubrieron que estas rocas volcánicas ricas en titanio se encuentran principalmente en la cara visible de la Luna (la única que podemos ver desde la Tierra), pero cómo y por qué llegaron hasta allí ha seguido siendo un misterio… hasta ahora.

Un estudio reciente, realizado por un equipo integrado, entre otros, por Weigang Liang, del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona en la ciudad estadounidense de Tucson, y Adrien Broquet, del Centro Aeroespacial Alemán en Berlín, aporta una nueva y esclarecedora perspectiva.

Dado que la Luna se formó de manera muy rápida y caliente, es probable que durante un tiempo estuviera cubierta por un océano global de magma. Al enfriarse y solidificarse gradualmente, la roca fundida formó el manto lunar y la corteza brillante que vemos cuando miramos la luna llena por la noche. Sin embargo, a mayor profundidad, la joven Luna estaba en desequilibrio. Los modelos sugieren que los últimos restos del océano de magma se cristalizaron en minerales densos como la ilmenita, un mineral que contiene titanio y hierro.

De algún modo, en los milenios que siguieron, ese material denso se hundió en el interior, se mezcló con el manto, se fundió y regresó a la superficie en forma de flujos de lava ricos en titanio que hoy vemos solidificados en la superficie.

En ese aspecto, la Luna se volvió del revés, tal como señala Jeff Andrews-Hanna, del Laboratorio Lunar y Planetario y coautor del estudio.

Durante mucho tiempo, no ha estado clara para la comunidad científica la secuencia exacta de los acontecimientos durante esta fase crítica de la historia lunar, y el desacuerdo sobre los detalles de lo que sucedió ha sido grande.

¿Se hundió este material a medida que se formaba, poco a poco, o todo a la vez después de que la Luna se hubiera solidificado por completo? ¿Se hundió globalmente en el interior y luego se trasladó a la cara visible, o migró a la cara visible y luego se hundió? ¿Se hundió en una gran masa o en varias masas más pequeñas?

En un estudio anterior, dirigido por Nan Zhang de la Universidad de Pekín en China, quien es también miembro del equipo que ha realizado el nuevo estudio, los modelos empleados en simulaciones indicaron que la densa capa de material rico en titanio bajo la corteza migró primero a la cara visible de la Luna, posiblemente como consecuencia de un impacto gigante en la cara oculta, y luego se hundió en el interior en una red de placas en forma de lámina, cayendo en cascada hacia el interior lunar. Pero cuando ese material se hundió, dejó tras de sí un pequeño remanente en un patrón geométrico de cuerpos lineales intersectados de material denso rico en titanio bajo la corteza.

Cuando Andrews-Hanna y otros de sus colegas vieron este resultado, de repente todo cobró sentido, ya que se dieron cuenta de que el mismo patrón existe cuando se observan las sutiles variaciones en el campo gravitatorio de la Luna. Ese conjunto de variaciones revela una red de material denso que se esconde bajo la corteza.

En el nuevo estudio, los investigadores tomaron simulaciones de una capa rica en ilmenita que se hunde y las compararon con un conjunto de anomalías gravitatorias lineales detectadas por la misión GRAIL de la NASA, cuyas dos naves orbitaron la Luna entre 2011 y 2012, midiendo pequeñas variaciones en su atracción gravitatoria. Estas anomalías lineales rodean una vasta región oscura de la cara visible lunar cubierta por flujos volcánicos.

Los autores del nuevo estudio descubrieron que las firmas gravitatorias medidas por la misión GRAIL concuerdan con las simulaciones de la capa de ilmenita, y que el campo gravitatorio puede utilizarse para cartografiar la distribución de los restos de ilmenita que quedan después del hundimiento de la mayor parte de la capa densa.

En conclusión, los materiales de ilmenita migraron hacia la cara visible y se hundieron luego en el interior, dejando tras de sí grumos que provocan anomalías en el campo gravitatorio de la Luna, tal y como se observó en la misión GRAIL.

Las observaciones del equipo también limitan el momento en que se produjo este fenómeno. Todo apunta a que la capa rica en ilmenita se hundió antes de hace 4.220 millones de años, lo que concuerda con el vulcanismo posterior, revelado por sus huellas en la superficie lunar; el proceso contribuyó de manera significativa a dicho vulcanismo.

El estudio se titula “Vestiges of a lunar ilmenite layer following mantle overturn revealed by gravity data”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Geoscience.

Fuente: noticiasdelaciencia.com