Indios descubren que la Luna estuvo cubierta por un océano de lava

Los datos de la reciente misión india Chandrayaan-3 respaldan la idea de que un océano de roca fundida cubrió alguna vez la luna. Los científicos de la misión han publicado sus nuevos hallazgos en la revista Nature.

El 23 de agosto de 2023, un módulo de aterrizaje llamado Vikram aterrizó con éxito en la superficie lunar. Luego, los controladores desplegaron un rover llamado Pragyan, que había estado almacenado en Vikram, para explorar el lugar de aterrizaje.

El lugar donde aterrizó Vikram estaba más al sur que cualquier otro vehículo de aterrizaje que hubiera estado anteriormente 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 descubrieron que la mezcla particular de elementos químicos en el suelo lunar (o regolito) que rodeaba el módulo de aterrizaje era relativamente uniforme. Este regolito estaba compuesto principalmente de un tipo de roca blanca llamada anortosita ferrosa.

Los científicos afirman que la composición química del regolito 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 estadounidense Apolo 16 en 1972 y las que llegaron a la Tierra en la misión robótica Luna-20, pilotada por la Unión Soviética el mismo año.

La amplia similitud en las composiciones químicas de todas estas muestras, a pesar de que procedían de lugares geográficos muy distantes de la Luna, apoya 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, expulsando 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 la cristalización de este océano de magma finalmente dieron lugar a las rocas de anortosita ferrosa que forman la corteza de la Luna.

Mediciones orbitales

Geológicamente, se cree que las tierras altas lunares representan parcialmente la antigua corteza lunar. Chandrayaan-3, Apollo 16 y Luna 20 aterrizaron en regiones altas, lo que permitió 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 el modelo del océano de magma lunar (LMO).

Los autores destacan cómo sus mediciones muestran la uniformidad en la composición de la superficie de la luna a lo largo de varias decenas de metros donde estaba operando el rover.

Las mediciones de «verdad sobre el terreno» como estas son cruciales para interpretar 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 de naves espaciales anteriores y las realizadas por el rover Pragyan brinda 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 invaluables a la hora de interpretar los meteoritos lunares. Se trata de muestras de roca expulsadas al espacio desde la superficie lunar cuando una roca espacial choca con la luna.

Estos fragmentos de roca pueden entrar más tarde en la atmósfera de la Tierra, y algunos incluso llegan a tocar el suelo. Se trata de muestras fantásticas, ya que la naturaleza aleatoria en la que son arrojados desde diferentes partes de la luna significa que recibimos muestras de áreas no visitadas por misiones anteriores.

Sin embargo, precisamente debido a este modo aleatorio de muestreo, es difícil saber de qué parte de la luna han venido, lo que nos impide ubicarlos en su contexto adecuado. Por lo tanto, las mediciones del rover Pragyan nos ayudan a construir una imagen de cómo se ven las diferentes regiones de la luna y cómo se comparan nuestras muestras de meteoritos.

Lado cercano y lado lejano

El modelo del océano de magma lunar se concibió por primera vez después del regreso de muestras de la misión Apolo 11. La misión aterrizó en una zona dominada por rocas basálticas oscuras (como las que producen los volcanes de Islandia o Hawái). Sin embargo, los investigadores de la época observaron que los suelos del Apolo 11 también contenían fragmentos de roca blanca, rica en el mineral anortita, al que se le dio el nombre de anortosita ferrosa.

Esta observación llevó a la sugerencia de que la roca blanca representaba pequeños fragmentos de la antigua corteza lunar original. A medida que el océano de magma se enfrió, los minerales más densos, como el olivino y el piroxeno, se hundieron para formar una capa más profunda llamada manto, mientras que la anortosita ferrosa, al ser menos densa que el magma circundante, flotó para formar la primera corteza de la luna.

Desde que se propusieron los modelos originales del océano de magma lunar, 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 del lado cercano lunar parece ser mucho más delgada que la del lado lejano.

Del mismo modo, no está claro exactamente por qué el lado cercano ha experimentado tanta más actividad volcánica, lo que resultó en que estuviera dominado por vastas llanuras de roca basáltica oscura, mientras que el lado lejano parece estar compuesto más de anortosita ferrosa.

Para tratar de abordar estos problemas, los investigadores han desarrollado modelos detallados para explicar cómo se formó la corteza lunar y cómo fue modificada posteriormente por erupciones volcánicas y cráteres de impacto. Algunos modelos han predicho múltiples capas en la corteza lunar, con las rocas de anortosita ferrosa 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 anortosita ferrosa prístina que se cree que compuso las antiguas cortezas lunares. En cambio, contiene más magnesio.

Esta observación indica una concentración más alta de ciertos minerales en la corteza lunar de lo que sugerían los modelos originales del océano de magma lunar. Los autores sugieren que sus mediciones pueden representar una composición mixta de la roca anortosita ferrosa que compone la antigua corteza lunar, junto con material de las capas subyacentes de rocas más ricas en magnesio.

Estas diferentes capas de material se habrían mezclado por la excavación de material durante la formación de cráteres por impacto en la luna. En particular, el lugar de aterrizaje de Chandrayaan-3 probablemente habría estado cubierto por alrededor de 1,5 a 2 km de roca expulsada de la denominada cuenca de impacto «Polo Sur-Aitken», una depresión de 2.500 km de diámetro en la superficie que se cree que fue creada por un evento de impacto colosal al principio de la historia de la luna.

Los eventos de formación de cráteres por impacto posteriores habrían mezclado y distribuido aún más este material, lo que dio como resultado el tipo de firma química medida por la misión Chandrayaan-3 en este estudio.

Con información de Phys.org