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La formación de la luna



agosto 25, 2022

¿Puede la luna chocar con la tierra?

La Luna ha sido la compañera constante de la Tierra desde hace unos 4.400 millones de años. La edad de la Luna y cómo se formó sigue siendo objeto de intensos debates e investigaciones científicas. Poco después del regreso de las primeras muestras lunares del Apolo, las primeras hipótesis sobre la formación de la Luna (coacervación, fisión y captura) se han descartado en su mayoría a favor del modelo de impacto gigante, según el cual una colisión entre un cuerpo del tamaño de Marte con la proto-Tierra provocó la vaporización de las capas rocosas exteriores, la expansión de la nube de vapor y, en última instancia, el enfriamiento y la acreción de un cuerpo planetario comparativamente pobre en hierro en órbita alrededor de la Tierra. Las pruebas geofísicas de la existencia de un pequeño núcleo de hierro y las pruebas petrológicas de la existencia de un primer océano de magma lunar dan credibilidad a estas hipótesis. El modelo de impacto gigante también predice que la Luna está formada predominantemente por material del manto impactante. Esto implica que la Luna debería ser isotópicamente distinta de la Tierra, pero los datos isotópicos de las muestras lunares han demostrado convincentemente que no lo es. Esta «crisis isotópica lunar» ha conducido al desarrollo de una nueva generación de modelos de impactos gigantes, en los que la Luna se formó mayoritariamente a partir del manto terrestre o se equilibró isotópicamente con la Tierra tras el impacto gigante. Sin embargo, sigue siendo objeto de debate si estos modelos pueden explicar el alto grado de homogeneidad isotópica de la Tierra y la Luna.

La luna forma parte de la tierra

El 13 de diciembre de 1972, el astronauta del Apolo 17 Harrison Schmitt se acercó a una roca en el Mar de la Serenidad de la Luna. «Esta roca tiene su propia huella, justo encima de la colina», dijo a su comandante, Eugene Cernan, señalando la marca que había dejado la roca al rodar por la ladera de una montaña. Cernan se apresuró a recoger algunas muestras.

Esa roca, y sus hermanas, contarán la historia de la creación de la Luna. En esta historia de la creación, inscrita en innumerables libros de texto y exposiciones en museos de ciencia durante las últimas cuatro décadas, la luna se forjó en una calamitosa colisión entre una Tierra embrionaria y un mundo rocoso del tamaño de Marte. Este otro mundo recibió el nombre de Theia, por la diosa griega que dio a luz a Selene, la luna. Theia golpeó a la Tierra con tanta fuerza y rapidez que ambos mundos se fundieron. Con el tiempo, los restos de Theia se enfriaron y se solidificaron en el compañero plateado que tenemos hoy.

Pero las mediciones modernas de la troctolita 76536, y de otras rocas de la Luna y Marte, han puesto en duda esta historia. En los últimos cinco años, un bombardeo de estudios ha sacado a la luz un problema: la hipótesis canónica del impacto gigante se basa en suposiciones que no coinciden con las pruebas. Si Theia chocó contra la Tierra y posteriormente formó la Luna, ésta debería estar hecha de material del tipo de Theia. Pero la Luna no se parece a Theia, ni a Marte. Hasta sus átomos, se parece casi exactamente a la Tierra.

Luna hueca

La hipótesis científica actual sostiene que nuestra Luna nació de un calamitoso impacto gigante. Poco después de que se formaran los planetas de nuestro sistema solar, hace 4.500 millones de años, la Tierra era un lugar muy diferente, que brillaba en rojo con ríos y mares de lava.

Los escombros de la formación todavía ensuciaban el sistema solar. Durante millones de años, la Tierra y otro pequeño cuerpo planetario orbitaron alrededor del Sol en la misma región de nuestro sistema solar. La órbita del pequeño cuerpo planetario se cruzó con la de la Tierra y colisionaron, destrozando el impactador.

En poco tiempo -quizás cien años o menos- el anillo de vapor, polvo y roca fundida se aglutinó (se acumuló). Los grupos más grandes atrajeron más y más partículas, creciendo cada vez más rápido para formar nuestra Luna. Justo después de su nacimiento, la Luna estaba 15 veces más cerca de la Tierra y el día terrestre sólo duraba seis horas.

La hipótesis del impacto gigante es el marco principal para explicar las pruebas científicas actuales, pero hay muchos detalles sin respuesta. El equipo del Instituto Virtual de Investigación de la Exploración del Sistema Solar de la NASA, en el Instituto de Investigación del Suroeste, está utilizando potentes modelos informáticos e información sobre la química de las primeras rocas de la Tierra y de la Luna para ayudar a determinar cómo se formó la Luna y cómo evolucionó hasta convertirse en la Luna que vemos hoy.

Creación de la tierra

En 1898 se sugirió que la Tierra y la Luna fueron una vez un solo cuerpo. Esta hipótesis consistía en que una luna fundida se había desprendido de la Tierra debido a fuerzas similares a las de una centrifugadora y se convirtió en la explicación dominante. Existen tres teorías sobre cómo pudo crearse nuestro satélite planetario: la hipótesis del impacto gigante, la teoría de la coformación y la teoría de la captura.

El sistema solar primitivo era un lugar violento y varios cuerpos recién formados no llegaron a alcanzar el estatus de planetas. Uno de ellos podría haber chocado con la Tierra poco después de que se formara el joven planeta. Conocida como la hipótesis del impacto gigante o del impacto de Theia, la Luna se formó a partir de los restos de una colisión entre la proto-Tierra y un planetesimal del tamaño de Marte, hace aproximadamente 4.500 millones de años, en el eón Hadeano, entre 20 y 100 millones de años después de la formación del sistema solar. Theia colisionó con la Tierra lanzando al espacio trozos vaporizados de la corteza del joven planeta. La gravedad unió las partículas expulsadas creando una luna que es la más grande del sistema solar en relación con su planeta anfitrión. Este tipo de formación explicaría por qué la Luna está compuesta predominantemente por elementos más ligeros, lo que la hace menos densa que la Tierra. El material que la formó procedía de la corteza, mientras que el núcleo rocoso del planeta quedó completamente intacto.

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