Las muestras recogidas de la superficie de la Luna por la tripulación del Apolo 16 hace más de 50 años han ayudado a los científicos a reconstruir miles de millones de años de historia lunar.
Los hallazgos del equipo de investigación, publicados en la revista Meteoritics & Planetary Science, se basan en el análisis de un conjunto distinto de brechas lunares que nunca antes se habían examinado en detalle.
Los astronautas John Young, Charles Duke y Ken Mattingly trajeron más de 95 kg de muestras de la Luna a la Tierra después de su misión a las tierras altas de Descartes en la Luna en 1972.
Entre esas muestras había «brechas de regolito», que se forman cuando el polvo lunar (o regolito) se fusiona en la roca por los impactos de asteroides. Una vez fusionadas en una roca, estas brechas conservan la composición geoquímica del regolito en el momento de su formación, que puede analizarse cuidadosamente para obtener pistas sobre cómo y cuándo se crearon.
El aspecto característico de la Luna, plagado de cráteres, es el resultado de innumerables colisiones con asteroides desde su formación hace unos 4.500 millones de años. A lo largo de una historia tan extensa, la cuestión de qué sucedió y cuándo sucedió rápidamente se vuelve complicada.
Los investigadores, del Reino Unido y los Estados Unidos, utilizaron sofisticadas técnicas de espectrometría de masas analíticas para analizar la composición de los gases atrapados en muestras de fragmentos más pequeños, conocidos como brechas similares al suelo. Estas muestras, que se encontraban entre las que la tripulación del Apolo 16 rastrilló de la superficie de la Luna, nunca antes se habían sometido a espectrometría de masas.
El Dr. Mark Nottingham dirigió la investigación mientras trabajaba en la Universidad de Manchester. Desde entonces se ha incorporado a la Facultad de Ciencias Geográficas y de la Tierra de la Universidad de Glasgow.
El Dr. Nottingham, autor principal del artículo, dijo: «La espectrometría de masas, que identifica las moléculas en las muestras y cuantifica su abundancia relativa, puede ayudarnos a determinar cuánto tiempo pasaron las muestras expuestas en la superficie de la luna o cerca de ella. Eso nos ayuda a tener una idea más clara de la historia de los impactos en esta área particular de la luna».
Los resultados del equipo ayudan a mejorar la comprensión de los científicos sobre cómo la superficie de la luna ha sido alterada por el viento solar y violentamente golpeada por asteroides a lo largo de más de 2 mil millones de años.
«Durante el tiempo que las muestras permanecieron en la superficie de la luna como regolito, estuvieron expuestas a cantidades variables de viento solar (partículas cargadas que fluyen desde el sol y que también llevan trazas de gases nobles como el argón y el xenón) que se acumularon en las capas externas de sus granos minerales durante millones de años antes de que fueran impactadas por un asteroide», agregó el Dr. Nottingham.
«La historia de la Luna es también la historia de la Tierra: el registro de los bombardeos de asteroides grabados en su superficie y bajo ella puede ayudarnos a entender las condiciones del sistema solar primitivo que formó nuestro planeta y su vecino más cercano.
«Sin embargo, a diferencia de la Tierra, la historia de la Luna está encerrada en cápsulas de tiempo geológicas en su superficie, intactas por la tectónica de placas o la erosión, lo que nos permite utilizar tecnología de vanguardia como la espectrometría de masas para desvelar sus secretos».
La investigación también podría ayudar a futuras misiones lunares tripuladas a identificar recursos naturales valiosos para ayudar a que las bases lunares sean autosuficientes.
Investigaciones anteriores habían analizado los rastros de gases nobles dentro de fragmentos más grandes de las muestras de brecha del Apolo 16, lo que ayudó a los investigadores a separar las muestras en dos grupos: «antiguas», con una edad de entre 3.800 y 2.400 millones de años, y «jóvenes», que se formaron hace entre 2.500 y 1.700 millones de años.
La NASA proporcionó a los investigadores 11 muestras lunares para su análisis. Nueve de las muestras revelaron una amplia gama de edades de exposición, desde hace 2.500 millones de años hasta menos de 1.000 millones. Esto sugiere que están formadas por suelo lunar de un área que ha tenido una historia variada de impactos, donde algunas estuvieron expuestas al viento solar durante miles de millones de años, mientras que otras fueron arrastradas a la superficie por impactos más recientes.
El equipo también descubrió que dos de las muestras tenían concentraciones mucho más bajas de gases nobles, lo que sugiere que se formaron mucho más recientemente y tal vez estuvieron expuestas al viento solar durante menos de 1 millón de años. El equipo sugiere que el impacto que formó el cercano cráter South Ray podría haber sido la fuente de esa muestra.
El Dr. Nottingham dijo: «Este estudio establece por primera vez que las brechas similares al suelo son una categoría propia, con sus propias historias para compartir. Combinado con el análisis de las rocas antiguas y jóvenes recuperadas por el Apolo 16, podemos construir una imagen mucho más completa de la historia de esta parte de la luna durante el sistema solar primitivo, donde los impactos más fuertes en la superficie lunar en sus primeros mil millones de años aproximadamente dieron paso a períodos menos intensos de hace 2 mil millones de años aproximadamente».
La investigación también podría ayudar a informar los esfuerzos en curso para enviar futuras misiones a la luna en el futuro cercano, como el programa Artemis de la NASA, que planea establecer hábitats lunares humanos a largo plazo.
El Dr. Nottingham dijo: «Uno de los desafíos de establecer hábitats a largo plazo para los humanos en la Luna es tomar decisiones sobre cómo podemos utilizar los recursos naturales que esperan a las futuras misiones para que no tengan que llevarse todo lo que necesitarán desde la Tierra.
«Estudios como este se suman a nuestra base de conocimientos sobre dónde se pueden encontrar elementos útiles como los gases nobles en el regolito lunar y cuán abundantes podrían ser.
«Es sorprendente pensar que las muestras que trajo el Apolo 16 hace más de medio siglo aún tienen secretos que revelar sobre la historia de la Luna y que aún podrían ayudar a dar forma a cómo exploraremos el sistema solar en las próximas décadas».
Investigadores del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, la Universidad Católica de América y el Birkbeck College de Londres contribuyeron al estudio y son coautores del artículo.
Con información de Meteoritics & Planetary Science
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