Detectan una anomalía radiactiva en el polo sur de la Luna
Poco después de su formación, la Luna quedó cubierta por un océano global de roca fundida (magma). A medida que el océano de magma se enfrió y solidificó, los minerales densos se hundieron para formar la capa del manto, mientras que los minerales menos densos flotaron para formar la corteza superficial. Posteriormente, el intenso bombardeo de asteroides masivos y cometas atravesó la corteza, haciendo estallar pedazos de manto y esparciéndolos por la superficie lunar.
Recientemente, un par de estudios de la NASA
identificaron las ubicaciones más probables para encontrar trozos de manto en
la superficie, proporcionando un mapa para futuras misiones de retorno de
muestras lunares, como las del programa Artemisa de la NASA. Si se recopilan y
analizan, estos fragmentos de las profundidades de la Luna pueden proporcionar
una mejor comprensión de cómo evolucionaron la Luna, la Tierra y muchos otros
mundos del sistema solar.
"Esta es la evaluación más actualizada de la
evolución del interior lunar, sintetizando numerosos desarrollos recientes para
pintar una nueva imagen de la historia del manto y cómo y dónde pudo haber
estado expuesto en la superficie lunar", dijo Daniel Moriarty del
Centro
de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, Greenbelt, Maryland y la Universidad de
Maryland, College Park.
Los océanos de magma evolucionan a medida que se
enfrían y los materiales densos se hunden mientras que los materiales ligeros
se elevan. Se cree que la formación de los océanos de magma y su evolución son
procesos comunes entre los planetas rocosos y las lunas en todo nuestro sistema
solar y más allá. La Luna de la Tierra es el cuerpo más accesible y mejor
conservado para estudiar estos procesos fundamentales.
“Comprender estos procesos con más detalle tendrá
implicaciones para importantes preguntas de seguimiento: ¿Cómo afecta este
calentamiento temprano a la distribución del agua y los gases atmosféricos de
un planeta? ¿El agua se pega o se evapora por ebullición? ¿Cuáles son las
implicaciones para la habitabilidad temprana y la génesis de la vida? "
agrega Moriarty, autor principal de los artículos, publicados el 3 de agosto en
Nature Communications y en enero de 2021 en el Journal of Geophysical Research.
Los grandes objetos rocosos como planetas, lunas y
grandes asteroides pueden formar océanos de magma con el calor generado a
medida que crecen. Nuestro sistema solar se formó a partir de una nube de gas y
polvo que colapsó por su propia gravedad. Cuando esto sucedió, los granos de
polvo chocaron entre sí y se pegaron, y con el tiempo este proceso se convirtió
en conglomeraciones cada vez más grandes, formando finalmente cuerpos del
tamaño de asteroides y planetas. Estas colisiones generaron una enorme cantidad
de calor. Además, los componentes básicos de nuestro sistema solar contenían
una variedad de elementos radiactivos, que liberaban calor a medida que
decaían. En objetos más grandes, ambos procesos pueden liberar suficiente calor
para formar océanos de magma.
Sin embargo, los detalles de cómo evolucionan los
océanos de magma a medida que se enfrían y cómo se cristalizan los diversos
minerales en ellos son inciertos, lo que afecta a cómo los científicos creen
que pueden verse las rocas del manto y dónde se pueden encontrar en la
superficie.
“La conclusión es que la evolución del manto lunar
es más complicada de lo que se pensaba originalmente”, dijo Moriarty. “Algunos
minerales que se cristalizan y se hunden temprano son menos densos que los
minerales que se cristalizan y se hunden más tarde. Esto conduce a una
situación inestable con material liviano cerca de la parte inferior del manto
que intenta elevarse mientras que el material más pesado más cercano a la parte
superior desciende. Este proceso, llamado 'vuelco gravitacional', no avanza de
una manera ordenada, sino que se vuelve complicado, con muchas mezclas y
rezagados inesperados que quedan atrás".
El equipo revisó los experimentos de laboratorio más
recientes, el análisis de muestras lunares y los modelos geofísicos y
geoquímicos para desarrollar su nueva comprensión de cómo evolucionó el manto
lunar a medida que se enfriaba y solidificaba. Utilizaron esta nueva
comprensión como una lente para interpretar las observaciones recientes de la
superficie lunar de la nave espacial Lunar Prospector y Lunar Reconnaissance
Orbiter de la NASA, y el instrumento Moon Mineralogy Mapper de la NASA a bordo
de la nave espacial Chandrayaan-I de la India. El equipo generó un mapa de
posibles ubicaciones del manto utilizando datos de Moon Mineralogy Mapper para
evaluar la composición y abundancia de minerales, integrado con las
observaciones de Lunar Prospector de abundancias elementales, incluidos
marcadores del último líquido restante al final de la cristalización del océano
de magma lunar, e imágenes y topografía de datos de Lunar Reconnaissance
Orbiter.
Con alrededor de 2.600 kilómetros de ancho, la
cuenca Aitken del Polo Sur es la estructura de impacto confirmada más grande en
la Luna y, por lo tanto, está asociada con la mayor profundidad de todas las
cuencas lunares, por lo que es el lugar más probable para encontrar trozos de
manto, según el equipo.
Durante años, los científicos han estado
desconcertados por una anomalía radiactiva en el cuadrante noroeste del Polo
Sur: la Cuenca Aitken en el lado no visible de la Luna. El análisis del equipo
demuestra que la composición de esta anomalía es consistente con el
"lodo" que se forma en el manto superior al final de la
cristalización del océano de magma. Debido a que este lodo es muy denso, los
científicos habían asumido previamente que debería hundirse completamente en el
manto inferior al principio de la historia lunar.
"Sin embargo, nuestra comprensión más matizada
de modelos y experimentos recientes indica que parte de este lodo queda
atrapado en el manto superior y luego excavado por esta vasta cuenca de
impacto", dijo Moriarty. “Por lo tanto, esta región noroeste del Polo Sur,
la Cuenca Aitken es la mejor ubicación para acceder a los materiales del manto
excavados actualmente en la superficie lunar. Curiosamente, algunos de estos
materiales también pueden estar presentes alrededor de los sitios propuestos
para el aterrizaje de Artemisa y VIPER alrededor del Polo Sur lunar".
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