Vuelco del manto lunar, el extraño proceso que realizó la Luna hace 4.220 millones de años
Nuevos estudios apoyan la idea de que el manto de la Luna se puso “patas para arriba” cuando el satélite aún era joven. Esto explicaría la asimetría química que presenta su superficie.
Una característica peculiar de nuestro satélite natural, la Luna, es que su superficie es químicamente asimétrica. Nuevos estudios apoyan la idea que esto se debe a que el manto de la Luna se puso “patas para arriba” cuando el satélite aún era joven. Lo que estaba por encima de ella quedó por debajo; y lo que estaba por debajo, salió a la luz.
Los científicos lunares llevan décadas pensando en el llamado vuelco del manto lunar. Ahora, los científicos planetarios Weigang Liang y Adrien Broquet, de la Universidad de Arizona, junto a un equipo de investigadores, han descubierto que el mapa gravitatorio de la Luna es el que mejor se ajusta a este modelo de vuelco del manto.
De acuerdo a lo informado por ScienceAlert, el equipo demostró en una serie de simulaciones cómo las anomalías gravitatorias en la cara cercana de la Luna son coherentes con la presencia y localización de rocas densas portadoras de minerales densos que se han conservado desde los primeros tiempos de la Luna.
"Esta interpretación se ve respaldada por la gran similitud entre el patrón observado, la magnitud y las dimensiones de las anomalías gravitatorias y las predichas por los modelos geodinámicos de los restos de cúmulos que contienen ilmenita", escriben los investigadores en su artículo.
Además, los investigadores dataron con precisión cuándo se produjo este vuelco: hace unos 4.220 millones de años, poco después de que la Luna se formara a partir de un trozo de Tierra que se desprendió durante una violenta colisión.
¿Qué sucede en la superficie de la Luna?
Uno de los aspectos más peculiares de la Luna tiene que ver con su superficie. En la cara más cercana de la Luna, hay una región que puede describirse como "geoquímicamente extraña". Conocida como Terrana KREEP, rica en metales específicos e inesperados: potasio, elementos de tierras raras y fósforo.
Esta región también se solapa con mares lunares (grandes llanuras de basalto que son el resultado de la actividad volcánica). Este basalto es rico en un mineral llamado ilmenita. Compuesta predominantemente de titanio y hierro, la ilmenita es bastante densa como la roca que la contiene.
Esto es desconcertante porque las rocas que se encuentran debajo son menos densas. Basándose en la densidad, cabría esperar que los cúmulos que contienen ilmenita, o IBC, se hubieran hundido en la Luna, y que las rocas menos densas hubieran ascendido a la superficie.
Tanto la terrana KREEP como los IBC pueden explicarse por procesos geodinámicos ocurridos poco después de la formación de la Luna. Cuando aún estaba caliente y húmeda, la Luna probablemente estaba cubierta por un océano de magma fundido que se enfrió para formar la corteza y el manto.
En este escenario, cuando el magma llega al final de su proceso de enfriamiento y cristalización, se forman minerales densos como la ilmenita en una capa entre la corteza y el manto, y los elementos KREEP se concentran en un depósito líquido.
Se espera que estos minerales densos se hundan hacia el núcleo lunar. Pero sin modelizar los procesos físicos que tuvieron lugar en el interior de la Luna mientras se formaba, los científicos no podían estar seguros de que eso fuera lo que ocurrió.
También es posible que tras este hundimiento inicial hacia el interior, los IBC se calentaran y volvieran a subir, volcando el manto en el proceso. Esto explicaría tanto la Terrana KREEP como los basaltos ricos en titanio que salieron a la superficie a través del vulcanismo.
En este escenario, ambos conjuntos de elementos deberían haber acabado distribuidos más o menos uniformemente por el manto lunar, pero esto no es lo que los científicos han encontrado.
El modelo de vuelco del manto lunar coincidía con las observaciones
Una explicación tiene que ver con la cuenca del Polo Sur-Aitken, en la cara oculta de la Luna, un colosal impacto que dejó un cráter que cubre más de una cuarta parte de la superficie lunar.
Este impacto produjo un punto caliente que podría haber visto la migración de la KREEP y la ilmenita lejos del lugar del impacto, concentrándose en la cara cercana de la Luna. Como está bajo la superficie, no podemos verlo realmente; pero los investigadores se dieron cuenta de que tal migración debería haber dejado firmas gravitatorias distintivas.
Los investigadores construyeron modelos del vuelco lunar de materiales ricos en ilmenita para observar los patrones gravitatorios generados por las concentraciones de IBC bajo la corteza lunar.
Los resultados mostraron un patrón poligonal de anomalías gravitatorias lineales. Compararon estos datos con los obtenidos por los orbitadores del Laboratorio Interior y de Recuperación de la Gravedad (GRAIL) de la NASA, un par de naves espaciales que pasaron más de un año en el espacio cartografiando la gravedad de la superficie de la Luna.
El modelo también reveló cuánto tarda en evolucionar el patrón, limitando el momento del vuelco a por lo menos hace 4.220 millones de años.
Referencia de la noticia:
Liang, W., Broquet, A., Andrews-Hanna, J.C. et al. Vestiges of a lunar ilmenite layer following mantle overturn revealed by gravity data. Nat. Geosci. (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01408-2