Podría decirse que la Tierra parió a la Luna. La Luna se formó hace 4.550 millones de años cuando un objeto del tamaño de Marte golpeó la Tierra. Unas pocas horas después del impacto, la lava y las rocas orbitaban alrededor de la Tierra y este disco de escombros eventualmente se volvió a condensar bajo el efecto de la gravedad para formar una proto-luna o luna primigenia. Una reciente simulación numérica indica que el 85 % de la masa de la Luna a día de hoy procede del objeto que impactó mientras que el 15% restante procede de la Tierra. Mientras que parte de la Tierra se convirtió en Luna, parte del objeto que impactó contaminó la Tierra con hierro que ahora forma parte del núcleo de nuestro planeta, así como con otros materiales, algunos de los cuales se convirtieron en gases tras el impacto. La propia Tierra se formó muy pronto tras la formación del Sol. Había un número de embriones de planetas o planetesimales que se condensaron para formar la Tierra primigenia. Pasados 40 ó 50 millones de años en la joven Tierra, tuvo lugar el suceso que dio origen a la Luna.
Cuando aquel objeto impactó contra la Tierra, ambos se fundieron debido al calor desprendido por la acreción de los dos embriones de planeta. Además, en los inicios del Sistema Solar, todavía existían dentro de las rocas muchos elementos radioactivos que emitían energía. Por lo tanto, creemos que al menos durante los primeros 100 millones de años de la historia de la Tierra, ésta pudo haber estado cubierta por un océano de magma. Igualmente creemos que a la Luna le sucedió lo mismo.
El núcleo de la Luna
Cuando la Luna tenía un océano de magma, los minerales menos pesados subieron a la superficie formando la corteza inicial, mientras que los elementos más pesados se hundieron en el núcleo. Existen indicios de que el núcleo de la Luna tiene un espesor entre 300 y 400 kilómetros desde un radio de 1.737 kilómetros. Se trata de un volumen muy pequeño, dado que supone solamente un quinto de su masa total y la centésima parte de su volumen. Cuando este núcleo estaba fundido, pudo tener corrientes que habrían generado un campo magnético durante los primeros 100 millones de años de la historia lunar. Una vez que el núcleo se enfrió, cesaron dichas corrientes.
Podemos encontrar algo similar en Marte, donde existen indicios de que en sus primeros 500 millones de años existió un núcleo fundido que pudo generar corrientes y campo magnético. Este habría protegido al planeta de la influencia del viento solar, ayudando, por lo tanto, a proteger la atmósfera inicial, evitando que fuera arrastrada. De esta manera, Marte podría haber tenido una densa atmósfera en esa época, con un ambiente más templado y quizás más húmedo.
Marte tuvo actividad volcánica durante este periodo temprano y también existen signos de actividad volcánica temprana en la Luna. Algunos de estos signos de actividad volcánica lunar son las arrugas en la superficie y las deformaciones tectónicas que se producen cuando el magma se enfría y se comprime bajo la corteza.
Impactos lunares
Parte de esta actividad volcánica en la Luna fue debida a grandes impactos. Cuando los embriones planetarios que aún deambulaban por la zona bombardeaban la Luna, hacían que el magma contenido entre el núcleo y la corteza aflorara en algunas zonas. Esto hizo surgir los volcanes y los depósitos de lava que rellenaron las inmensas cuencas provocadas por los impactos formando los actuales Mares. La mayor parte de los acantilados y montañas que podemos ver hoy en la Luna, son también el resultado de estos grandes impactos. De hecho, la mayor parte de la superficie que vemos hoy se formó en este periodo de fuerte bombardeo. Por lo tanto, la superficie de la Luna es como un libro de registro de pequeños cuerpos que se hallaban en la zona en aquella época. Estos cuerpos dejaron cicatrices en la Luna, pero no sabemos exactamente cuando ocurrió. Tampoco conocemos la diversidad de dichos objetos. Por lo tanto, la siguiente fase de exploración sería examinar las cuencas de impacto para determinar sus edades e igualmente determinar sus composiciones analizando, por ejemplo, la composición de los materiales fundidos en el impacto.
El mismo grupo de cuerpos que golpeó la Luna, pudo haber impactado contra la Tierra, excepto que la Tierra, siendo de mayor tamaño, atrae cuerpos aún mayores y mayores velocidades. Por lo tanto, del registro de la Luna, podemos reconstruir el tipo de cuerpos que impactó contra la Tierra. Determinando su composición, podremos saber en qué proporción dichos cuerpos contribuyeron al depósito de material en la Tierra.
Alguna de las preguntas que nos hacemos son ¿Cuál era la composición original del cuerpo que causó la Luna? ¿Vino de un lugar distinto en el Sistema Solar o vino de una órbita próxima? Hay teorías que indican que era material que se encontraba a la misma distancia del Sol que la Tierra pero por delante de nuestro planeta, en uno de los denominados puntos de Lagrange y como resultado de una migración en su órbita acabó impactando sobre la Tierra.
Pero una nueva teoría indica que los planetas rocosos no sólo están formados por material procedentes de una distancia dada. Se trataría de una mezcla de cuerpos procedentes de un amplio rango de distancias. Habría, por ejemplo, cuerpos rocosos, de hierro, incluso cuerpos ricos en agua, que por acreción formarían los planetas rocosos. Por lo tanto, la composición final sería más un resultado de la casualidad, el resultado de colisiones aleatorias, que algo extremadamente sistemático.
Los rastros de isótopos de algunos elementos pueden proporcionar pistas. Por ejemplo, la proporción de oxígeno 18 y oxígeno 16 nos habla del depósito de material del que se formó la Luna. Uno de los descubrimientos inesperados del análisis de las muestras lunares del Programa Apolo y de las misiones soviéticas es que las proporciones de isótopos de oxígeno de la Tierra y la Luna son muy similares. Esto puede indicar que pueden haberse formado de depósitos de materiales similares.
Los elementos volátiles presentes pueden proporcionar más pistas acerca de la formación del cuerpo que impactó, pero existen muchas causas que pueden reabastecer el contenido volátil. Incluso si este cuerpo contenía agua, parte de ella se habría evaporado durante el impacto. Además, durante las primeras decenas de millones de años de la historia de la Luna y la Tierra, las capas exteriores pueden haber recibido agua de un origen distinto. Existía un número de cuerpos que contenían hielo más allá de la línea de nieve del sistema solar, donde el hielo es estable, y alguno de estos cuerpos de hielo fueron perturbados en sus órbitas, impactando contra la Tierra y la Luna. También existen cuerpos ricos en agua (no cometas, sino asteroides con minerales ricos en agua) que podrían haber enriquecido la Tierra y la Luna con agua.
Intercambio Luna-Tierra
Dado el pequeño tamaño de la Luna, ésta no podía retener una atmósfera o el agua traída por cometas y asteroides. De hecho, debido a su débil gravedad, cuando la Luna recibe un impacto, pierde más masa de la que recibe. Por ello, la Luna es ligeramente más pequeña hoy en día de lo que lo fue en el pasado, mientras que la Tierra es lo suficientemente grande para retener masa de los impactos. Sin embargo, tanto si los impactos han ocurrido en la tierra o en la Luna, ha existido un intercambio de materia entre los dos cuerpos. Hubo un cataclismo en el sistema solar hace 3.800 millones de años, cuando un número de cuerpos, posiblemente procedentes del cinturón de asteroides, fueron eyectados repentinamente hacia el interior del sistema solar. Esto produjo la mayoría de cuencas que vemos hoy en la superficie de la Luna. En la Tierra tienen que haberse producido incluso más impactos, pero la actividad tectónica de nuestro planeta ha borrado las cuencas de aquellos antiguos impactos. En función de la velocidad y energía de los cuerpos impactantes, una cantidad significativa de la Tierra fue probablemente transferida a la Luna en aquel momento (estimamos que alrededor de 200 Kg. por km2 de la Tierra). De esta manera podría haber una fina capa de material de la Tierra en la Luna que posteriormente ha sido enterrado por el suelo lunar.
La historia de la Tierra
Curiosamente, 3.800 millones de años es también el tiempo que tienen los fósiles más antiguos de vida en la Tierra. Por lo tanto hay una posibilidad de que si recuperamos alguna muestra de la Tierra temprana, podríamos determinar por su composición mineral y contenido orgánico si había alguna forma pre-biótica. Esto nos daría información sobre si existe alguna eslabón perdido entre la química pre-biótica y la vida. De este modo, el registro lunar podría darnos acceso a esta muestra de la Tierra temprana, pero sería una búsqueda muy difícil. El desafío actual es buscar esas capas de la Tierra que están enterradas bajo varias decenas de metros de polvo lunar. Para realizar dicha excavación de forma inteligente, quizás deberíamos hacer uso de los cráteres de impacto que ya han hecho el trabajo por nosotros.
Sólo hay una diminuta cantidad de material que se pueda encontrar y necesitaremos una forma de distinguir entre el material de la Tierra y el material de la Luna. Pero, dado que la Tierra puede que estuviera bastante húmeda hace 3.800 millones de años, es posible que encontremos algunos rastros de hidratación en este material. También podríamos fijarnos en los rastros de los isótopos. Necesitaremos una serie de misiones para identificar los lugares con un alto potencial para encontrar estas capas, realizando mediciones en órbita y en la superficie. Eventualmente los humanos podrán realizar búsquedas más detalladas y traer alguna de estas muestras a la Tierra. -
(Traducción de Astroseti.org)
