La luna está atravesando por una etapa crítica en su evolución y por primera vez los científicos descubrieron qué está pasando en su interior

Hace aproximadamente 4.500 millones de años, un cuerpo celeste de menor tamaño colisionó con la Tierra en su etapa temprana, expulsando material rocoso al espacio. Con el tiempo, estos escombros se unieron, se enfriaron y se solidificaron, dando origen a nuestra luna.

El escenario sobre cómo surgió la Luna de la Tierra es ampliamente aceptado por la mayoría de los científicos. Sin embargo, los detalles precisos de este evento son más bien una trama de aventuras donde cada investigador elige su propia versión.

Según un artículo publicado en Nature Geoscience por investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario (LPI) de la Universidad de Arizona. Estos hallazgos proporcionan información crucial sobre la evolución del interior lunar y, posiblemente, de otros planetas como la Tierra o Marte.

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Gran parte de nuestro entendimiento sobre el origen de la Luna se basa en el análisis de muestras de rocas recogidas por los astronautas del programa Apolo hace más de medio siglo, junto con modelos teóricos. Las muestras de rocas basálticas de la Luna exhibieron concentraciones inesperadamente altas de titanio, lo cual ha sido un descubrimiento notable en la investigación lunar.

Observaciones satelitales posteriores revelaron que estas rocas volcánicas ricas en titanio se encuentran predominantemente en la cara visible de la Luna. Sin embargo, cómo y por qué llegaron allí sigue siendo un enigma, hasta el momento.

Debido a que la Luna se formó rápidamente y estuvo extremadamente caliente en sus primeras etapas, es probable que estuviera cubierta por un vasto océano de magma. A medida que este magma se enfriaba y solidificaba gradualmente, se formaba el manto lunar y la corteza brillante que admiramos cuando observamos la luna llena en la noche. 

Sin embargo, en las profundidades de la superficie, la joven Luna estaba notablemente desequilibrada. Los modelos sugieren que los últimos vestigios del océano de magma cristalizaron en minerales densos, incluida la ilmenita, un mineral compuesto de titanio y hierro.

Una nueva investigación realizada por la Universidad de Arizona presenta evidencia física por primera vez de lo que estaba ocurriendo en el interior de la Luna durante una etapa crucial de su evolución.

"Debido a que estos minerales pesados son más densos que el manto lunar subyacente, crean una inestabilidad gravitacional, y se esperaría que esta capa se hundiera más profundamente en el interior de la Luna", explica Weigang Liang, quien lideró la investigación como parte de su trabajo doctoral en el Laboratorio Lunar y Planetario (LPL).

De alguna manera, en los milenios posteriores, ese material denso se sumergió en el interior lunar, se mezcló con el manto, se fundió y emergió nuevamente a la superficie en forma de flujos de lava ricos en titanio, que observamos hoy en día. "Nuestra luna básicamente se volteó del revés", señala el coautor y profesor asociado del LPL, Jeff Andrews-Hanna.

"Sin embargo, ha habido escasa evidencia física que aclare la secuencia exacta de eventos durante esta fase crítica de la historia lunar, y hay una gran discrepancia en los detalles de lo sucedido, literalmente", añade.

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Los autores de la investigación compararon simulaciones de una capa rica en ilmenita que se hunde con un conjunto de anomalías de gravedad lineal detectadas por la misión GRAIL de la NASA. 

Esta misión consistió en dos naves espaciales que orbitaron alrededor de la Luna entre 2011 y 2012, midiendo pequeñas variaciones en su atracción gravitacional. Estas anomalías lineales rodean una vasta región oscura en la cara visible de la Luna, que está cubierta por flujos volcánicos conocidos como "mares".

Los autores encontraron que las señales de gravedad medidas por la misión GRAIL son coherentes con las simulaciones de la capa de ilmenita. Además, determinaron que el campo gravitacional puede ser utilizado para cartografiar la distribución de los restos de ilmenita que permanecieron después del hundimiento de la mayor parte de la capa densa.

Las observaciones del equipo también proporcionan una limitación temporal para este evento: las anomalías de gravedad lineal se ven interrumpidas por las cuencas de impacto más grandes y antiguas en el lado cercano de la Luna, lo que sugiere que estas anomalías deben haberse formado antes. 

Basándose en estas relaciones transversales, los autores sugieren que la capa rica en ilmenita se hundió antes de hace aproximadamente 4.22 mil millones de años, lo que concuerda con su contribución al vulcanismo posterior observado en la superficie lunar.

El análisis de estas variaciones en el campo gravitacional de la Luna ha brindado una visión del interior lunar, revelando lo que se encuentra debajo de su superficie. 

Si bien la detección de anomalías en la gravedad lunar proporciona evidencia del hundimiento de una capa densa en el interior de la Luna y permite una estimación más precisa de cómo y cuándo ocurrió este evento, lo que observamos en la superficie lunar agrega aún más intriga a la historia, según el equipo de investigación.

Se cree que el vuelco del manto lunar está relacionado de alguna manera con la estructura única y la historia de la región Procellarum del lado cercano de la Luna. Sin embargo, los detalles de este cambio han sido motivo de considerable debate entre los científicos.