Un equipo conjunto de investigación del Instituto de Geoquímica de la Academia China de Ciencias (IGCAS) y la Universidad de Shandong ha identificado por primera vez hematita cristalina (α-Fe₂O₃) y maghemita (γ-Fe₂O₃) formadas por un gran impacto en muestras de suelo lunar recolectadas por la misión Chang’e-6 de China en la cuenca Aitken del Polo Sur (SPA). Este hallazgo, publicado en Science Advances el 14 de noviembre, proporciona evidencia directa, basada en muestras, de materiales altamente oxidados en la superficie lunar.
Reacciones redox y el misterio de la oxidación lunar
Las reacciones redox son un componente fundamental de la formación y evolución planetaria. Sin embargo, estudios científicos han demostrado que ni la fugacidad de oxígeno del interior lunar ni el ambiente de la superficie lunar favorecen la oxidación. En consonancia con esto, el hierro multivalente en la Luna existe principalmente en sus estados ferroso (Fe²⁺) y metálico (Fe⁰), lo que sugiere un estado general reducido. Sin embargo, con la exploración lunar más avanzada, estudios recientes de teledetección orbital mediante espectroscopia visible-infrarroja cercana han sugerido la presencia generalizada de hematita en las regiones de alta latitud de la Luna.
Además, investigaciones previas sobre muestras de Chang’e-5 revelaron por primera vez magnetita submicrónica (Fe3O4) generada por impactos y evidencia de Fe3+ en vidrios de impacto. Estos resultados indican la existencia de ambientes oxidantes localizados en la Luna durante los procesos de modificación de la superficie lunar impulsados por impactos externos.
A pesar de estos avances en la investigación, la evidencia mineralógica concluyente de minerales fuertemente oxidantes como la hematita en la Luna seguía siendo difícil de obtener. Asimismo, el alcance de los procesos de oxidación y la prevalencia de minerales oxidados característicos en la superficie lunar han sido durante mucho tiempo temas de intenso debate.
Las muestras de la Cuenca SPA revelan nueva evidencia.
La Cuenca SPA, una de las cuencas de impacto más grandes y antiguas del sistema solar, con escalas y frecuencias de impacto extremadamente complejas, ofrece un laboratorio natural ideal para estudiar las reacciones de oxidación en la superficie lunar. El exitoso retorno de muestras de suelo de la Cuenca SPA por la misión Chang’e-6 de 2024 brindó la oportunidad de buscar sustancias altamente oxidadas formadas durante grandes impactos.
El equipo de investigación identificó por primera vez granos de hematita de tamaño micrométrico en el suelo lunar de Chang’e-6. Mediante una combinación de microscopía electrónica de microárea, espectroscopía de pérdida de energía de electrones y espectroscopía Raman, confirmaron la estructura cristalina y las características únicas de estas partículas de hematita, verificando que los minerales son componentes lunares primarios y no contaminantes terrestres.
El estudio propone que la formación de hematita está estrechamente vinculada a grandes impactos en la historia lunar. Las temperaturas extremas generadas por estos impactos habrían vaporizado los materiales superficiales, creando un ambiente transitorio de fase vapor con alta fugacidad de oxígeno. Al mismo tiempo, este proceso habría causado la desulfuración de la troilita. Los iones de hierro liberados se oxidaron en el entorno de alta fugacidad y se depositaron en fase vapor, formando hematita cristalina de tamaño micrométrico. Esta hematita coexiste con magnetita y maghemita magnéticas.
Implicaciones para el magnetismo y la evolución lunar
Cabe destacar que el origen de las anomalías magnéticas generalizadas en la superficie lunar, incluidas las de la cuenca SPA noroccidental, sigue siendo poco conocido. Dada la estrecha correlación entre los procesos de oxidación y la formación de minerales portadores de magnetismo, este estudio proporciona evidencia clave basada en muestras para esclarecer los portadores y la historia evolutiva de estas anomalías magnéticas lunares.
Esta investigación cuestiona la creencia generalizada de que la superficie lunar está completamente reducida. Además, ofrece pistas cruciales para descifrar la evolución de las anomalías magnéticas lunares y los mecanismos subyacentes a los grandes impactos, lo que contribuye a comprender mejor la evolución lunar.
Con información de Science
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