Desde la Tierra siempre vemos la misma cara de la Luna. Su cara oculta esconde secretos, y fue una misión china la que fue a descubrirlos. Las muestras llegaron a la Tierra en junio de 2024 y los análisis empiezan a dar frutos.
En junio de 2024, la misión china Chang’e 6 marcó un hito histórico al traer las primeras muestras de la cara oculta de la Luna, más precisamente de la cuenca Aitken del Polo Sur.
Los primeros análisis de estas muestras revelaron episodios volcánicos de hace 4.200 millones de años y permitieron precisar la cronología de los eventos lunares basándose en datos isotópicos precisos.
Estos descubrimientos no sólo son importantes para comprender mejor la historia de la Luna, sino que también podrían tener un impacto importante en nuestros modelos de formación de planetas y nuestra comprensión de los procesos geológicos en todo el sistema solar.
Apolo y Luna transformaron nuestra comprensión de la Luna
Los retornos de muestras lunares realizados por las misiones Apolo (EE.UU.) y Luna (Rusia) entre 1969 y 1976 transformaron radicalmente nuestra comprensión de la Luna.
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Antes de estas misiones, los científicos pensaban que la Luna era un asteroide capturado por la gravedad de la Tierra o que se formó al mismo tiempo que la Tierra. Sin embargo, estos escenarios no pueden explicar las características químicas e isotópicas de las muestras lunares.
Entonces surgió una nueva teoría que conciliaba tanto los datos de las muestras como la dinámica física del sistema Tierra-Luna: la Luna se habría formado durante un impacto gigante entre Theia, un cuerpo del tamaño de Marte (alrededor del 10 % de la masa de Marte). la Tierra actual) con la Tierra, unas pocas decenas de millones de años después de la formación de la Tierra. Este impacto habría vaporizado parte de la Tierra así como toda Theia. La mayor parte del material expulsado habría regresado a la Tierra, mientras que una pequeña fracción habría formado la Luna, que hoy representa sólo alrededor del 1% de la masa de la Tierra.
Sin embargo, las muestras de Apolo y Luna proceden exclusivamente de la cara visible de la Luna, lo que plantea una pregunta crucial: ¿son representativas de todo el satélite?
Atacando la cara oculta de la Luna
De hecho, la cara oculta de la Luna es bastante diferente de lo que vemos desde la Tierra: tiene una corteza primordial gruesa y repleta de cráteres, con pocos o ningún “mar lunar”, esos oscuros flujos volcánicos visibles desde la Tierra. También muestra concentraciones más bajas de elementos radiactivos, como el torio, que el lado visible. Nuestro conocimiento de la cara oculta se basa esencialmente en observaciones orbitales, la primera de las cuales fue realizada por la misión Luna 3 en 1959.
Aunque estas diferencias entre los dos lados de nuestro satélite natural aún no se conocen bien, sugieren que los análisis basados únicamente en muestras del lado visible podrían estar sesgados.
La Luna también sirve como nuestro “reloj” astronómico.
Los resultados de muestras de Apolo y Luna también permitieron la primera datación de rocas lunares. Comparando la edad de estas rocas con la densidad de los cráteres asociados, los científicos pudieron establecer una correspondencia entre la densidad de los cráteres y la edad absoluta de las superficies. De hecho, cuanto más antigua es la superficie de un planeta, más expuesta a los impactos de meteoritos y, por tanto, más marcada por numerosos cráteres.
Cuando se produce una erupción volcánica, borra los cráteres existentes cubriendo la superficie con lava, reiniciando así el “reloj”. Esta escala de tiempo se utiliza ahora para estimar la edad de las superficies de otros cuerpos del sistema solar de los que no tenemos muestras como Mercurio o Venus. Por tanto, constituye una herramienta central para comprender la dinámica de las superficies planetarias, que a su vez refleja la dinámica interna de los planetas.
Sin embargo, esta escala se basa enteramente en muestras tomadas de la cara cercana de la Luna, lo que podría introducir sesgos. De hecho, es posible que los flujos de meteoritos fueran diferentes entre la cara visible y la oculta de la Luna, lo que pone en duda la universalidad de este modelo.
Primeros resultados de las muestras de Chang’e 6
Para responder a estas preguntas y comprender mejor la historia de nuestro satélite, la misión china Chang’e 6 aterrizó en junio de 2024 en su cara oculta, en la cuenca de impacto Aitken del Polo Sur. Esta región, una de las más antiguas de la Luna, destaca por su alta densidad de cráteres y podría contener incluso fragmentos del manto lunar, la capa situada bajo la corteza primordial de la que nunca se han muestreado hasta ahora.
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De hecho, la cuenca del Polo Sur-Aiken es la cuenca lunar más grande. El gigantesco impacto en su origen habría “excavado” la superficie, dejando una corteza anormalmente delgada en esta región. Algunas simulaciones sugieren incluso que el impacto podría haber alcanzado el manto lunar, lo que hace que esta zona sea especialmente interesante para la exploración científica.
Gracias a la datación isotópica precisa de numerosos fragmentos de basalto (rocas volcánicas resultantes de la fusión del manto lunar bajo la corteza) recogidos en la zona de alunizaje de Chang’e 6, los investigadores identificaron dos episodios volcánicos distintos.
El episodio más antiguo identificado aquí es una actividad volcánica de 4.200 millones de años. La muestra de basalto analizada es rica en potasio, tierras raras y fósforo (combinación abreviada “KREEP”), lo que indica que la actividad volcánica que produjo este basalto provino de una región del manto rica en elementos radiactivos. Este fragmento constituye la muestra más antigua de basalto lunar jamás fechada con precisión.
Además, otras muestras de Chang’e 6, basaltos más pobres en potasio, tierras raras y fósforo, muestran rastros de vulcanismo más reciente, de alrededor de 2.800 millones de años. Este descubrimiento amplía la duración conocida de las actividades volcánicas en el otro lado, demostrando que abarcaron al menos 1.400 millones de años.
Los basaltos más recientes de la cuenca Polo Sur-Aitken proceden de la fusión de un manto lunar pobre en KREEP y elementos radiactivos que constituyen la principal fuente de calor que permite la fusión de rocas y la producción de lava.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el fondo de la cuenca Polo Sur-Aitken tiene una corteza anormalmente delgada, y hasta ahora pensábamos que esto favorece el derretimiento del manto y el ascenso del magma. Sin embargo, hoy resulta que este ascenso de lava está limitado por la composición del manto subyacente, empobrecido en elementos radiactivos, lo que limita la fusión parcial. Esto explica la ausencia de grandes llanuras volcánicas en esta región, a pesar de las condiciones aparentemente favorables en la superficie.
Esto confirma el origen de la escasa abundancia de “mares” en la cara oculta de la Luna en comparación con la cara visible. Sin embargo, el origen de esta dicotomía química entre ambas partes sigue siendo objeto de debate. Una hipótesis reciente estaría relacionada con el impacto en el origen de la cuenca Polo Sur-Aitken, cuya fuerza habría perturbado la distribución del material en profundidad, provocando una acumulación de material rico en KREEP bajo el lado visible.
Chang’e 6 valida el “reloj” astronómico establecido por Apolo y Luna
Otro aspecto crucial del trabajo es mejorar los modelos de línea de tiempo basados en el recuento de cráteres lunares. Las edades isotópicas de los basaltos más jóvenes reportadas por Chang’e 6 (2.800 millones de años) coinciden con las edades determinadas mediante el recuento de cráteres utilizando la calibración establecida en el lado visible.
Además, estas edades proporcionan un punto de calibración crítico para perfeccionar estas herramientas, no sólo para la Luna, sino también para otros cuerpos planetarios.
Los primeros resultados de la misión Chang’e 6 confirman así la hipótesis según la cual el flujo de meteoritos en el lado lejano es similar al del lado visible. Esta observación valida el uso de la calibración establecida en el lado visible para estudios más amplios, reforzando la fiabilidad de los modelos cronológicos aplicables a otros cuerpos celestes como Marte o asteroides, por ejemplo.
