La luna alguna vez estuvo cubierta por un océano de roca fundida

Los datos de la reciente misión Chandrayaan-3 de la India respaldan la idea de que un océano de roca fundida alguna vez cubrió la luna.

Los científicos de la misión publicaron sus nuevos hallazgos en la revista Nature.

El 23 de agosto de 2023, un módulo de aterrizaje llamado Vikram alcanzó con éxito la superficie de la luna. Luego, los controladores utilizaron un vehículo explorador llamado Pragyan, que había sido guardado en Vikram, para explorar el lugar de aterrizaje.

El lugar donde Vikram aterrizó estaba más al sur que cualquier otra nave de alunizaje que hubiera estado antes en la luna.

Les dio a los científicos una idea de la geología de la luna que aún no había sido muestreada.

Las mediciones de Pragyan encontraron que la mezcla particular de elementos químicos en el suelo lunar (o regolito) alrededor del módulo de aterrizaje era relativamente uniforme. Este regolito estaba compuesto principalmente por un tipo de roca blanca llamada anortosita ferroana.

Los científicos afirman que la composición química de las reglas del polo sur lunar es intermedia entre las de las muestras de dos lugares de la región ecuatorial de la Luna: las recogidas por los astronautas del vuelo Apolo 16 de Estados Unidos en 1972, y las que regresó a la Tierra a través de la luna robótica. 20 misiones, realizadas por la Unión Soviética el mismo año.

La gran similitud en las composiciones químicas de todas estas muestras, a pesar de que procedían de ubicaciones geográficas muy distantes de la Luna, respalda la idea de que un único océano de magma cubrió la Luna al principio de su historia.

Se cree que la luna se formó cuando un planeta del tamaño de Marte chocó con la Tierra, arrojando rocas que posteriormente se fusionaron para formar el único satélite de nuestro planeta. Se cree que el océano de magma lunar estuvo presente desde su formación hasta decenas o cientos de millones de años después.

El enfriamiento y cristalización de este océano de magma finalmente dio lugar a las rocas de anortosita de hierro que forman la corteza lunar.

Medición orbital

Geológicamente, se cree que las colinas lunares representan parcialmente la corteza de la antigua luna. Chandrayaan-3, Apollo 16 y Luna 20 aterrizaron en regiones montañosas, lo que permite realizar comparaciones. Como tal, presentó una oportunidad para probar las predicciones de la teoría de que la Luna estaba cubierta por un océano global de roca líquida, conocido como modelo de océano de magma lunar (OVM).

Los autores destacan cómo sus mediciones muestran la uniformidad en la composición de la superficie lunar a lo largo de varias decenas de metros en los que el rover estuvo operando.

Estas mediciones «verdaderas sobre el terreno» son cruciales para la interpretación de las observaciones realizadas por naves espaciales en órbita. Por ejemplo, los autores compararon estos resultados con datos de dos misiones lunares indias anteriores, Chandrayaan-1 y -2, que midieron la superficie lunar desde la órbita.

La coherencia entre estas mediciones anteriores de la nave espacial y las realizadas por el rover Pragyan aporta nueva confianza a los conjuntos de datos orbitales. Los datos orbitales sugieren que la superficie lunar en esta región es uniforme en su composición química en un área de varios kilómetros.

Estas mediciones también son de un valor incalculable a la hora de interpretar los meteoritos lunares. Estas son muestras de rocas expulsadas al espacio desde la superficie de la luna cuando las rocas espaciales chocan con la luna.

Estos fragmentos de roca pueden entrar posteriormente en la atmósfera terrestre y algunos incluso llegar al suelo. Se trata de muestras fantásticas, ya que la naturaleza aleatoria en la que se lanzan desde diferentes partes de la Luna significa que recibimos muestras de áreas no visitadas por misiones anteriores.

Sin embargo, precisamente por esta forma aleatoria de muestreo, es difícil saber de dónde proceden en la Luna y no nos permite situarlos en su contexto adecuado. Por lo tanto, las mediciones del rover Pragyan nos ayudan a construir una imagen de cómo son las diferentes regiones de la luna y cómo se comparan nuestras muestras de meteoritos.

Cerca y lejos

El modelo del océano de magma lunar se concibió por primera vez después del regreso de muestras de la misión Apolo 11. Esa misión aterrizó en un área dominada por rocas basálticas oscuras (pensemos en las sustancias producidas por los volcanes en Islandia o Hawaii). Sin embargo, en aquella época los investigadores observaron que el suelo del Apolo 11 también contenía fragmentos de una roca blanca, rica en el mineral anortita, a la que se le dio el nombre de anortosita ferroana.

Esta observación llevó a la sugerencia de que las rocas blancas representan pequeños fragmentos de la antigua corteza lunar original. A medida que el océano de magma se enfriaba, minerales más densos como el olivino y el piroxeno se hundieron para formar una capa más profunda llamada manto, mientras que la anortosita de hierro, que era menos densa que el magma circundante, flotaba para formar la primera corteza de la luna.

Desde que se propusieron los modelos oceánicos de magma lunar originales, se han hecho varias sugerencias para explicar complejidades adicionales sobre las muestras lunares y las observaciones geológicas de la Luna en general; por ejemplo, el hecho de que la corteza de la cara de la Luna parece ser mucho más delgada. que el de la luna. lado lejano.

De manera similar, no está claro exactamente por qué el lado cercano ha experimentado mucha más actividad volcánica, lo que ha resultado en que esté dominado por vastas llanuras de roca basáltica oscura, mientras que el lado opuesto parece incluir más anortosita de hierro.

Para tratar de abordar estos problemas, los investigadores desarrollaron modelos detallados para explicar cómo se formó la corteza lunar y cómo fue posteriormente modificada por erupciones volcánicas y cráteres de impacto. Algunos modelos predijeron múltiples capas para la corteza lunar, con rocas de anortosita de hierro en la parte superior y más rocas ricas en magnesio debajo.

Curiosamente, la composición medida en este estudio no es la que se esperaría de la prístina anortosita de hierro que se cree que comprende las cortezas de la antigua luna. En cambio, contiene más magnesio.

Esta observación indica una concentración de ciertos minerales en la corteza lunar mayor que la sugerida por los modelos originales del océano de magma lunar. Los autores sugieren que sus mediciones pueden representar una composición mixta de la roca de anortosita de hierro que forma la corteza de la antigua luna, junto con material de las capas subyacentes de rocas más ricas en magnesio.

Estas diferentes capas de material se mezclaron al perforar material durante la formación de cráteres de impacto en la Luna. En particular, el lugar de aterrizaje de Chandrayaan-3 probablemente habría estado cubierto por entre 1,5 y 2 km de roca expulsada de la denominada cuenca de impacto “Polo Sur-Aitken”, una depresión con un diámetro de 2.500 km en la superficie que se cree haber sido creado por un evento de impacto colosal temprano en la historia de la luna.

Eventos posteriores de cráteres de impacto habrían mezclado y distribuido aún más este material, dando como resultado el tipo de firma química medida por la misión Chandrayaan-3 en este estudio.

Escrito por Josué Snape, La conversación.