Cuando vemos la Luna en el cielo nocturno, luce tan vieja que parece que siempre ha estado allí. Pero, ¿cómo se formó originalmente nuestro satélite natural? Los hallazgos de un nuevo estudio de rocas lunares de la NASA proporcionan evidencia de una nueva teoría que establece que la Luna fue creada después de que otro planeta se estrellara contra una Tierra joven y luego fue fundida hace miles de millones de años.
“Hay una gran diferencia entre la composición elemental moderna de la Tierra y la Luna y queríamos saber por qué. Ahora, sabemos que la Luna era muy diferente desde el principio, y probablemente se deba a la teoría del ‘impacto gigante’”, aseguró el científico planetario de la NASA, Justin Simon, que junto a su compañero graduado Tony Gargano, ambos de la división de Ciencias de Exploración y Investigación de Astromateriales de la agencia en el Centro Espacial Johnson en Houston, dirigieron la investigación y publicaron recientemente los resultados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Un impacto gigante
Los científicos han propuesto muchas ideas sobre cómo se formó la Luna. La teoría del impacto gigante, especula que cuando la Tierra era un planeta joven y apenas comenzaba a formarse, fue golpeada por otro planeta emergente llamado Theia, ubicado muy cerca de su órbita. La colisión provocó que ambos planetas se separaran temporalmente en globos de gas, magma y elementos químicos antes de reformarse en los cuerpos que hoy conocemos como la Tierra y la Luna. La investigación de Simon y Gargano confirma aún más esta teoría.
Los investigadores y su equipo encontraron evidencia de la teoría de la colisión cuando realizaban un estudio para comprender las diferencias significativas en la composición química entre las rocas de la Tierra y la Luna. Las muestras lunares provienen de rocas recolectadas hace 50 años por las misiones Apolo y guardadas para investigación en el futuro, cuando estén disponibles nuevas técnicas y herramientas.
Los investigadores se concentraron en observar la cantidad y los tipos de cloro que se encuentran en las rocas. Eligieron el cloro porque es un elemento volátil, lo que significa que se vaporiza a temperaturas relativamente bajas, y rastrearlo es útil para comprender la formación planetaria. El cloro existe en dos formas abundantes y estables: ligero y pesado. Los términos pesado y ligero se utilizan para describir sustancias químicas que tienen variaciones en su estructura atómica, también llamadas isótopos.
Lo que encontraron es que las rocas lunares contienen una mayor concentración de cloro pesado, mientras que las rocas terrestres son más ricas en cloro ligero. El cloro pesado tiene una tendencia a resistir el cambio y quedarse quieto, pero el cloro ligero es más reactivo y sensible a distintas fuerzas. En el modelo de Giant Impact, las manchas de la Tierra y la Luna contenían inicialmente una mezcla de cloro ligero y pesado. Pero, a medida que los planetas volvieron a unirse, la Tierra más grande dominó los procesos de desarrollo y atrajo el cloro más ligero y fácil de vaporizar hacia sí misma, dejando a la Luna sin cloro ligero y otros elementos que se evaporan más fácilmente. Según las mediciones que tomaron los científicos, esto es exactamente lo que parece haber sucedido.
Como una especie de verificación cruzada, Simon y Gargano analizaron las muestras de rocas en busca de diferencias en otros elementos que forman parte de la misma familia de productos químicos que el cloro, llamados halógenos. Vieron que esta familia de elementos que se evaporaban más fácilmente se perdía de la Luna. Sin embargo, no vieron un patrón de diferencias entre las sustancias químicas halógenas que pudieran ser causadas por algo que sucedió más tarde entre la Tierra y la Luna. Esto significa que la composición de cloro más ligera de la Luna y las abundancias relativas de halógenos deben haberse establecido desde el principio.
“La pérdida de cloro de la Luna probablemente ocurrió durante un evento de alta energía y calor, lo que apunta a la teoría del impacto gigante”, insistió Gargano.
La oportunidad se encuentra con la experiencia
Gargano es un estudiante doctorado de la Universidad de Nuevo México y dirigió el estudio como miembro del programa de becas de posgrado de la NASA, que le ofrece un acceso único a fondos, materiales, laboratorios y, lo que es más importante, experiencia en tutoría solo disponible a través de la NASA.
“Ha sido increíblemente beneficioso para mí porque puedo ver el funcionamiento interno de la NASA y aprender cómo los investigadores de clase mundial determinan cómo abordar mejor el trabajo científico y los problemas relacionados”, enfatizó Gargano, que ha estado trabajando en estrecha colaboración con Simon, que es un experto en química planetaria y utiliza dispositivos llamados espectrómetros de masas para determinar la composición de sustancias cósmicas, como asteroides y rocas lunares. Simon y su equipo desarrollaron los complejos enfoques técnicos que el estudio necesitaba para obtener las mediciones de halógeno más precisas a partir de las muestras de roca.
“Muchos estudios lunares anteriores han analizado el cloro dentro de un mineral específico, llamado apatita, pero desarrollamos una forma de medir el cloro en toda la roca, lo que nos da una historia más completa”, concluyó Simon.
