La cara que la Luna muestra a la Tierra es muy diferente de la que esconde en su lado oculto. La cara visible está dominada por el mar lunar, los vastos restos de color oscuro de antiguos flujos de lava. En cambio, la cara oculta, llena de cráteres, carece prácticamente de rasgos marinos a gran escala. La razón por la que las dos caras son tan diferentes es uno de los misterios más persistentes de la Luna.
Ahora, los investigadores tienen una nueva explicación para las dos caras de la Luna, una que se relaciona con un impacto gigante hace miles de millones de años cerca del polo sur de la Luna.
Un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances muestra que el impacto que formó la gigantesca cuenca Aitken del Polo Sur (SPA) de la Luna habría creado un enorme penacho de calor que se propagó por el interior lunar. Ese penacho habría transportado ciertos materiales -un conjunto de elementos productores de calor y de tierras raras- a la cara visible de la Luna. Esa concentración de elementos habría contribuido al vulcanismo que creó las llanuras volcánicas de la cara visible.
Sabemos que los grandes impactos, como el que formó la cuenca Aitken, generan mucho calor, dijo Matt Jones, candidato a doctor en la Universidad de Brown y autor principal del estudio. La cuestión es cómo afecta ese calor a la dinámica interior de la Luna. Lo que mostramos es que, bajo cualquier condición plausible en el momento en que se formó la cuenca Aitken, ésta acaba concentrando estos elementos productores de calor en la parte visible. Esperamos que esto contribuyera a la fusión del manto que produjo los flujos de lava que vemos en la superficie.
El estudio fue una colaboración entre Jones y su asesor Alexander Evans, profesor adjunto de Brown, junto con investigadores de la Universidad de Purdue, el Laboratorio de Ciencias Lunares y Planetarias de Arizona, la Universidad de Stanford y el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
Las diferencias entre el lado visible y el oculto de la Luna fueron reveladas por primera vez en la década de 1960 por las misiones soviéticas Luna y el programa estadounidense Apolo. Aunque las diferencias en los depósitos volcánicos son evidentes, las futuras misiones revelarían también diferencias en la composición geoquímica. El lado visible alberga una anomalía composicional conocida como la terrana Procellarum KREEP (PKT) – una concentración de potasio (K), elementos de tierras raras (REE), fósforo (P), junto con elementos productores de calor como el torio. El KREEP parece estar concentrado en Oceanus Procellarum (Océano de las Tormentas) y sus alrededores, la mayor de las llanuras volcánicas cercanas, pero es escaso en el resto de la Luna.
Algunos científicos han sospechado que existe una conexión entre el KREEP y los flujos de lava de la cara visible, pero la cuestión de por qué ese conjunto de elementos se concentraba en la cara visible seguía vigente. Este nuevo estudio ofrece una explicación que está relacionada con la cuenca Aitken del Polo Sur, el segundo mayor cráter de impacto conocido en el sistema solar.
Para el estudio, los investigadores realizaron simulaciones por ordenador de cómo el calor generado por un impacto gigante alteraría los patrones de convección en el interior de la Luna, y cómo eso podría redistribuir el material del KREEP en el manto lunar. Se cree que el KREEP representa la última parte del manto que se solidificó tras la formación de la Luna. Como tal, probablemente formó la capa más externa del manto, justo debajo de la corteza lunar. Los modelos del interior lunar sugieren que debería haber estado distribuido más o menos uniformemente bajo la superficie. Pero este nuevo modelo muestra que la distribución uniforme se vería alterada por el penacho de calor del impacto de la cuenca Aitken.
Según el modelo, el material del KREEP habría montado la ola de calor que emana de la zona de impacto de la cuenca Aitken como un surfista. A medida que el penacho de calor se extendía por debajo de la corteza lunar, ese material acababa llegando en masa a la parte cercana. El equipo llevó a cabo simulaciones para diferentes escenarios de impacto, desde un impacto directo hasta un golpe de refilón. Aunque cada uno de ellos produjo diferentes patrones de calor y movilizó el KREEP en distintos grados, todos crearon concentraciones de KREEP en la cara visible, lo que coincide con la anomalía PKT.
Los investigadores dicen que el trabajo proporciona una explicación creíble para uno de los misterios más duraderos de la Luna. Cómo se formó el PKT es, sin duda, la cuestión abierta más importante en la ciencia lunar, dijo Jones. Y el impacto del Polo Sur-Aitken es uno de los acontecimientos más importantes de la historia lunar. Este trabajo une esas dos cosas, y creo que nuestros resultados son realmente emocionantes.
Fuentes
Brown University | Matt J. Jones, Alexander J. Evans, et al., A South Pole–Aitken impact origin of the lunar compositional asymmetry. Science Advances, Vol.8, Issue 14, DOI: 10.1126/sciadv.abm8475
