La historia del sistema Tierra-Luna sigue siendo misteriosa. Los científicos creen que ambos se formaron cuando un cuerpo del tamaño de Marte colisionó con la proto-Tierra. La Tierra terminó siendo la hija mayor de esta colisión y retuvo suficiente calor para volverse tectónicamente activa. La Luna, siendo más pequeño, probablemente se enfrió más rápido y geológicamente 'se congeló'. El aparente dinamismo temprano de la Luna desafía esta idea.
Los nuevos datos sugieren que esto se debe a que los elementos radiactivos se distribuyeron de manera única después de la catastrófica colisión de formación de la Luna. La Luna de la Tierra, junto con el Sol, es un objeto dominante en nuestro cielo y ofrece muchas características observables que mantienen a los científicos ocupados tratando de explicar cómo nuestrose formaron el planeta y el Sistema Solar. La mayoría de los planetas en nuestro sistema solar tienen satélites. Por ejemplo, Marte tiene dos lunas, Júpiter tiene 79 y Neptuno tiene 14. Algunas lunas son heladas, algunas son rocosas, algunas todavía están geológicamente activas y otras relativamente inactivasCómo los planetas obtuvieron sus satélites y por qué tienen las propiedades que tienen son preguntas que podrían arrojar luz sobre muchos aspectos de la evolución del Sistema Solar temprano.
La Luna es un cuerpo rocoso relativamente frío, con una cantidad limitada de agua y poco procesamiento tectónico. Los científicos creen actualmente que el sistema Tierra-Luna se formó cuando un cuerpo del tamaño de Marte apodó a Theia, quien en la mitología griega era la madre de Selene, la diosa de la Luna - colisionó catastróficamente con la proto-Tierra, haciendo que los componentes de ambos cuerpos se mezclaran.
Se cree que los escombros de esta colisión se separaron con bastante rapidez, quizás durante unos pocos millones de años, para formar la Tierra y la Luna. La Tierra terminó siendo más grande y evolucionó en un punto dulce en términos de que su tamaño era el adecuado parapara convertirse en un planeta dinámico con una atmósfera y océanos. La Luna de la Tierra terminó siendo más pequeña y no tenía suficiente masa para albergar estas características. Por lo tanto, retiene sustancias volátiles como el agua o los gases que forman nuestra atmósfera, o retiene suficiente calor interno para mantenerEl volcanismo planetario a largo plazo y la tectónica son idiosincráticos de cómo ocurrió la colisión de formación de la Tierra y la Luna. Décadas de observaciones han demostrado que la historia lunar fue mucho más dinámica de lo esperado con la actividad volcánica y magnética que ocurrió hace tan solo mil millones de años, mucho más tarde.que lo esperado.
Una pista de por qué el lado cercano y lejano de la Luna es tan diferente proviene de una fuerte asimetría observable en sus características superficiales. En el lado cercano de la Luna perpetuamente hacia la Tierra, en cualquier noche o día, se puede observar la oscuridady parches de luz a simple vista. Los primeros astrónomos llamaron a estas regiones oscuras 'maria', que en latín significa 'mares', pensando que eran cuerpos de agua por analogía con la Tierra. Usando telescopios, los científicos pudieron descubrir hace más de un siglo queestos no eran, de hecho, mares, sino más bien cráteres o características volcánicas.
En aquel entonces, la mayoría de los científicos suponían que el lado lejano de la Luna, que nunca hubieran podido ver, era más o menos como el lado cercano.
Sin embargo, debido a que la Luna está relativamente cerca de la Tierra, solo a unos 380,000 km de distancia, la Luna fue el primer cuerpo del Sistema Solar que los humanos pudieron explorar, primero usando naves espaciales no tripuladas y luego 'en persona'. A fines de la década de 1950 y principios de 1960, las sondas espaciales no tripuladas lanzadas por elLa URSS devolvió las primeras imágenes del lado lejano de la Luna, y los científicos se sorprendieron al descubrir que los dos lados eran muy diferentes. El lado lejano casi no tenía maría. Solo el 1% del lado lejano estaba cubierto de maría en comparación con ~ 31% para el lado cercano. Los científicos estaban perplejos, pero sospechaban que esta asimetría estaba ofreciendo pistas sobre cómo se formó la Luna.
A fines de la década de 1960 y principios de la de 1970, las misiones Apolo de la NASA aterrizaron seis naves espaciales en la Luna, y los astronautas trajeron 382 kg de rocas lunares para tratar de comprender el origen de la Luna mediante análisis químicos. Teniendo muestras en la mano, los científicos descubrieron rápidamenteLa relativa oscuridad de estos parches se debió a su composición geológica y, de hecho, eran atribuibles al vulcanismo. También identificaron un nuevo tipo de firma de roca que llamaron KREEP - abreviatura de roca enriquecida en potasio símbolo químico K,elementos de tierras raras REE, que incluyen cerio, disprosio, erbio, europio y otros elementos que son raros en la Tierra y fósforo símbolo químico P, que estaba asociado con el maria. Pero por qué el volcanismo y esta firma KREEP deberíanser distribuido de manera tan desigual entre los lados cercanos y lejanos de la Luna nuevamente presentó un rompecabezas.
Ahora, usando una combinación de observación, experimentos de laboratorio y modelado por computadora, los científicos del Instituto de Ciencias de la Tierra-Vida en el Instituto de Tecnología de Tokio, la Universidad de Florida, el Instituto Carnegie para la Ciencia, la Universidad de Towson, el Centro Espacial Johnson de la NASA y elLa Universidad de Nuevo México ha traído algunas pistas nuevas sobre cómo la Luna ganó su asimetría del lado cercano y lejano. Estas pistas están vinculadas a una propiedad importante de KREEP.
El potasio K, el torio Th y el uranio U son, de manera importante para esta historia, elementos radioactivamente inestables. Esto significa que ocurren en una variedad de configuraciones atómicas que tienen un número variable de neutrones. Estos átomos de composición variable sonconocidos como 'isótopos', algunos de los cuales son inestables y se deshacen para producir otros elementos, produciendo calor.
El calor de la desintegración radiactiva de estos elementos puede ayudar a derretir las rocas en las que están contenidos, lo que puede explicar en parte su ubicación conjunta.
Este estudio muestra que, además del calentamiento mejorado, la inclusión de un componente KREEP en las rocas también reduce su temperatura de fusión, lo que agrava la actividad volcánica esperada de los modelos de descomposición simplemente radiogénicos. Debido a que la mayoría de estos flujos de lava se emplazaron temprano en la historia lunar, este estudio también agrega restricciones sobre el momento de la evolución de la Luna y el orden en que ocurrieron varios procesos en la Luna.
Este trabajo requirió la colaboración entre los científicos que trabajan en teoría y experimento. Después de realizar experimentos de fusión de rocas a alta temperatura con varios componentes KREEP, el equipo analizó las implicaciones que esto tendría en el momento y el volumen de la actividad volcánica en la superficie lunar, proporcionando importantesinformación sobre las primeras etapas de evolución del sistema Tierra-Luna.
El coautor de ELSI, Matthieu Laneuville, comenta: 'Debido a la relativa falta de procesos de erosión, la superficie de la Luna registra eventos geológicos de la historia temprana del Sistema Solar. En particular, las regiones en el lado cercano de la Luna tienen concentraciones de elementos radiactivos como U y Th a diferencia deen cualquier otro lugar de la Luna. Comprender el origen de estos enriquecimientos locales U y Th puede ayudar a explicar las primeras etapas de la formación de la Luna y, como consecuencia, las condiciones en la Tierra primitiva ''.
Los resultados de este estudio sugieren que la maria enriquecida con KREEP de la Luna ha influido en la evolución lunar desde que se formó la Luna. Laneuville cree que se pueden encontrar pruebas de este tipo de procesos no simétricos y autoamplificadores en otras lunas de nuestro Sistema Solar,y puede ser omnipresente en cuerpos rocosos en todo el universo.
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