La Luna estuvo cubierta por un océano de magma

Las rocas recogidas por la sonda india Chandrayaan-3 ofrecen más pistas sobre el violento pasado de la Luna

Hace unos 4.500 millones de años, un protoplaneta del tamaño de Marte conocido como Theia tuvo un mal día. Su órbita lo puso en rumbo de colisión con otro protoplaneta mayor, y ambos chocaron con tal fuerza que Theia quedó prácticamente destruida. Para ser justos, al otro protoplaneta no le fue mucho mejor: la fuerza del impacto arrojó al espacio gran parte de su volumen. Parte de este material volvió a la superficie, mientras que el resto se mezcló con los restos de Theia y acabó formando un único satélite: nuestra Luna.

Este escenario representa nuestra mejor comprensión de cómo se formó la Luna. Un artículo publicado en Nature aporta nuevas pruebas en apoyo de esta teoría, pero también plantea dudas sobre los detalles de los modelos que hemos construido para simular la colisión. El artículo se basa en los datos recogidos por la misión Chandrayaan-3, cuyo rover Pragyan recogió las primeras muestras de regolito de una región de gran latitud de la Luna.

Como explica a Popular Science Santosh Vadawale, autor principal del trabajo, un aspecto clave de la teoría es la «hipótesis del océano de magma lunar». La energía liberada por el impacto cataclísmico «habría fundido los cientos de kilómetros exteriores de la Luna». Esto habría significado que la luna recién formada estaba cubierta por completo de magma: un océano de magma global, tan caliente y profundo que tardó al menos decenas de millones de años en enfriarse y solidificarse en roca.

Si la superficie de la Luna fue líquida durante millones de años, cabría esperar que los minerales relativamente ligeros hubieran flotado hasta la superficie y los más pesados se hubieran hundido hasta el fondo (pensemos en cómo una mezcla de aceite y agua acaba separándose, con el aceite flotando para asentarse sobre el agua). Vadawale afirma que, en términos geológicos, cabría esperar que la superficie lunar estuviera compuesta en su mayor parte por minerales llamados anortositos: «Una predicción clave de la hipótesis del océano de magma lunar es la presencia de una corteza mayoritariamente anortosítica».

Los minerales anortosíticos son rocas ígneas compuestas predominantemente por feldespato plagioclasa, típicamente de tipo anortita, y son comunes en la corteza lunar. Esta predicción se puso a prueba por primera vez en las misiones Apolo, cuyas muestras revelaron que la superficie lunar era en gran medida anortosítica. Desde entonces, otras misiones han tomado muestras de las regiones ecuatoriales y de latitud media, pero hasta la llegada de Chandrayaan-3, las regiones más cercanas a los polos habían permanecido inexploradas.

«Las regiones de latitudes altas… han sufrido una mayor craterización por impacto debido a su mayor antigüedad», explica Vadawale. «Esto dificulta la identificación de zonas de aterrizaje seguras de tamaño suficiente, lo que probablemente fue la razón por la que la mayoría de los [primeros] aterrizajes tuvieron lugar en regiones de Mare relativamente seguras. Sin embargo, la importancia de aterrizar más cerca de los polos se conoce desde hace tiempo, y… el número de intentos de aterrizaje en latitudes altas ha ido en aumento».

Chandrayaan-3, afirma Vadawale, representa el primer aterrizaje plenamente satisfactorio en una región de este tipo. Su éxito permitió desplegar un vehículo rover que tomó muestras del suelo cercano, lo que permitió a los investigadores examinar su composición y compararla con la de zonas más bajas. Vadawale afirma que la composición del terreno era en gran medida la esperada: «El regolito de esta región es predominantemente… similar al de las regiones montañosas ecuatoriales. Esto proporciona más apoyo a la hipótesis del océano de magma lunar».

Una sorpresa, sin embargo, fue la presencia de una cantidad relativamente grande de olivino, un mineral relativamente pesado a base de magnesio. Vadawale explica que el hallazgo de este mineral no es notable en sí mismo: «Mientras que los primeros modelos de OVM sugerían una corteza hecha de anortosita pura, la evolución posterior del modelo sugiere que la corteza… [contiene] algunas cantidades de minerales portadores de magnesio y hierro [como] olivino y piroxeno». Estos minerales pesados también podrían ser expulsados desde debajo de la superficie por grandes impactos de meteoritos, y el lugar de aterrizaje de Chandrayaan-3 está cerca de la cuenca Aitken del Polo Sur, una inmensa cuenca que es el cráter de impacto más grande, antiguo y profundo de la Luna.

Así pues, lo inesperado no fue la presencia de olivino, sino la cantidad de olivino presente y, concretamente, la proporción de olivino con respecto a otro mineral pesado a base de magnesio llamado piroxeno. Otras muestras contenían más piroxeno que olivino; las muestras tomadas por Pragyan, sin embargo, tenían más olivino que piroxeno. Como señala el artículo, «se trata de un nuevo hallazgo y no concuerda con otros suelos de tierras altas lunares (del depósito de muestras devueltas y meteoritos lunares)».

¿Por qué? Nadie lo sabe todavía. Pero es posiblemente muy significativo, ya que tiene el potencial de refinar aún más los modelos de cómo se formó exactamente la Luna. «La explicación de que el olivino es ligeramente superior al piroxeno», afirma Vadawale, “es un hallazgo muy significativo, ya que tiene el potencial de restringir diferentes modelos de OVM”. Sin embargo, advierte que no hay que sacar conclusiones precipitadas: «Sólo se podrá llegar a detalles más específicos basándose en modelos adicionales».

REFERENCIA

Chandrayaan-3 APXS elemental abundance measurements at lunar high latitude