Puede parecer que nuestra Luna brilla pacíficamente en el cielo nocturno, pero hace miles de millones de años, la agitación volcánica le dio un aspecto facial.
Una pregunta que ha quedado sin respuesta durante décadas es por qué hay más rocas volcánicas ricas en titanio, como la ilmenita, en el lado cercano y no en el otro. Ahora un equipo de investigadores del Laboratorio Planetario y Lunar de Arizona está proponiendo una posible explicación para esto.
La superficie lunar estuvo una vez inundada por un océano de magma burbujeante, y después de que el océano de magma se endureció, se produjo un impacto enorme en la cara oculta. El calor de este impacto se extendió hacia el lado cercano e hizo que la corteza fuera inestable, lo que provocó que láminas de minerales más pesados y densos en la superficie se hundieran gradualmente en lo profundo del manto. Estos se derritieron nuevamente y fueron arrojados por los volcanes. La lava de estas erupciones (más de las cuales ocurrieron en el lado cercano) terminó en lo que ahora son flujos de roca volcánica ricos en titanio. En otras palabras, la antigua cara de la Luna desapareció, sólo para resurgir.
lo que hay debajo
La región de la Luna en cuestión se conoce como Procellarum KREEP Terrane (PKT). KREEP significa altas concentraciones de potasio (K), elementos de tierras raras (REE) y fósforo (P). Aquí también se encuentran basaltos ricos en ilmenita. Se cree que tanto KREEP como los basaltos se formaron por primera vez cuando la Luna se estaba enfriando desde su fase oceánica de magma. Pero la región se mantuvo caliente, ya que KREEP también contiene altos niveles de uranio y torio radiactivos.
«La región PKT… representa la región volcánicamente más activa de la Luna como resultado natural de la gran abundancia de elementos productores de calor», dijeron los investigadores en un estudio publicado recientemente en Nature Geoscience.
¿Por qué esta región está ubicada en el lado cercano, mientras que en el lado opuesto falta KREEP y basaltos ricos en ilmenita? Había una hipótesis que llamó la atención de los investigadores: proponía que después de que el océano de magma se endureciera en el lado cercano, las láminas de estos minerales KREEP eran demasiado pesadas para permanecer en la superficie. Comenzaron a hundirse en el manto y descendieron hasta el límite entre el manto y el núcleo. Al hundirse, se pensaba que estas láminas minerales habían dejado trazas de material en todo el manto.
Si la hipótesis fuera precisa, esto significaría que debería haber rastros de minerales de la corteza de magma KREEP endurecida en configuraciones en forma de láminas debajo de la superficie lunar, que podrían llegar hasta el borde del límite entre el núcleo y el manto.
¿Cómo se podría probar eso? Los datos de gravedad de la misión GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) a la Luna posiblemente tuvieran la respuesta. Les permitiría detectar anomalías gravitacionales causadas por la mayor densidad de la roca KREEP en comparación con los materiales circundantes.
Llegando a la superficie
Los datos de GRAIL habían revelado previamente que existía un patrón de anomalías gravitacionales subsuperficiales en la región PKT. Esto parecía similar al patrón que se predijo que formarían las capas de roca volcánica cuando se hundieron, razón por la cual el equipo de investigación decidió ejecutar una simulación por computadora del hundimiento del KREEP para ver qué tan bien coincidía la hipótesis con los hallazgos del GRIAL.
Efectivamente, la simulación terminó formando aproximadamente el mismo patrón que las anomalías encontradas por GRAIL. El patrón poligonal observado tanto en las simulaciones como en los datos de GRAIL probablemente significa que rastros de KREEP más pesado y capas de basalto ricas en ilmenita quedaron debajo de la superficie a medida que esas capas se hundieron debido a su densidad, y GRAIL detectó sus residuos debido a su mayor gravedad. jalar. GRIAL también sugirió que había muchas anomalías menores en la región PKT, lo cual tiene sentido considerando que una gran parte de la corteza está hecha de rocas volcánicas que se cree que se hundieron y dejaron residuos antes de derretirse y salir a la superficie nuevamente a través de erupciones.
Ahora también tenemos una idea de cuándo ocurrió este fenómeno. Debido a que hay cuencas de impacto que datan de hace unos 4,22 mil millones de años (que no deben confundirse con el impacto anterior en el lado lejano), pero se cree que el océano de magma se endureció antes de eso, los investigadores creen que la corteza también comenzó a hundirse antes. ese momento.
«Las anomalías fronterizas del PKT proporcionan la evidencia física más directa de la naturaleza del océano post-magma… el vuelco del manto y el hundimiento de la ilmenita en el interior profundo», dijo el equipo en el mismo estudio.
Esto es sólo un dato más sobre cómo evolucionó la Luna y por qué es tan desigual. El lado cercano alguna vez estuvo lleno de lava que ahora es roca volcánica, gran parte de la cual existe en flujos llamados mare (que se traduce como «mar» en latín). La mayor parte de esta roca volcánica, especialmente en la región PKT, contiene elementos de tierras raras.
Sólo podemos confirmar que realmente hay rastros de corteza antigua dentro de la Luna mediante la recolección de material lunar real muy por debajo de la superficie. Cuando los astronautas de Artemisa finalmente puedan recolectar muestras de material volcánico de la Luna en el lugar¿quién sabe qué saldrá a la superficie?
Naturaleza Geociencia, 2024. DOI: 10.1038/s41561-024-01408-2