Las muestras lunares sirven como un vínculo crucial entre la teledetección orbital y las mediciones de la realidad terrestre. Las misiones de retorno de muestras anteriores (Apolo, Luna y Chang’e-5) han recuperado en conjunto aproximadamente 383 kilogramos de suelo y roca lunares de la cara visible de la Luna, lo que ha impulsado la comprensión de la evolución geológica lunar y las propiedades del regolito. Sin embargo, la ausencia de muestras de la cara oculta ha limitado las investigaciones sobre su composición única y su historia geológica.
El 25 de junio de 2024, la misión Chang’e-6 de China recuperó con éxito 1935,3 gramos de suelo lunar de la Cuenca Aitken del Polo Sur, en la cara oculta de la Luna, la estructura de impacto más grande, profunda y antigua de la Luna.
Según Hu Hao, diseñador jefe de la misión Chang’e-6, las muestras recuperadas parecían «ligeramente más viscosas y algo más grumosas» que el material relativamente fino y suelto recogido por Chang’e-5.
Para cuantificar esta observación, un equipo de investigación dirigido por el profesor Qi Shengwen, del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias (IGGCAS), realizó experimentos con embudo fijo y tambor rotatorio para medir el ángulo de reposo, un parámetro clave que refleja la fluidez de los materiales granulares.
El trabajo se publicó en Nature Astronomy.
Los resultados mostraron que el suelo de Chang’e-6 presenta un ángulo de reposo sustancialmente mayor que las muestras del lado cercano, presentando un comportamiento de flujo característico de los suelos cohesivos.
Análisis posteriores descartaron efectos magnéticos y de cementación, ya que las muestras contenían solo trazas de minerales magnéticos y ningún mineral arcilloso. En cambio, el elevado ángulo de reposo se atribuye a tres fuerzas entre partículas: fricción, fuerzas de van der Waals y fuerzas electrostáticas.
Si bien la fricción es proporcional a la rugosidad superficial de las partículas, la contribución de las fuerzas de van der Waals y electrostáticas aumenta a medida que disminuye el tamaño de las partículas. Utilizando la métrica D60 (el diámetro de partícula en el que el 60 % de la muestra es más fina), los investigadores identificaron un umbral de tamaño crítico de aproximadamente 100 micrómetros. Por debajo de este umbral, las partículas minerales finas no arcillosas comienzan a mostrar un comportamiento cohesivo.
Las imágenes de TC de alta resolución revelaron que las muestras de Chang’e-6 tienen un D60 de tan solo 48,4 micrómetros, sustancialmente más fino y de forma más irregular que los suelos del lado cercano, con una esfericidad de partículas mucho menor.
«Esto es inusual», señaló el profesor Qi. «Las partículas más finas suelen ser más esféricas. A pesar de su grano fino, el suelo de Chang’e-6 presenta morfologías de partículas más complejas».
Este fenómeno puede deberse a dos factores: el mayor contenido de feldespato de las muestras (~32,6 %), un mineral susceptible a la fragmentación, y una meteorización espacial más intensa en el lado opuesto. Estas características texturales y morfológicas refuerzan las fuerzas entre partículas, lo que resulta en la alta cohesión observada.
Este estudio proporciona la primera explicación sistemática del comportamiento cohesivo del suelo lunar desde una perspectiva de mecánica granular, ofreciendo nuevos conocimientos sobre las propiedades físicas del regolito del lado lejano.
Con información de Nature
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