La Luna se invirtió por completo hace más de 4 mil millones de años

Hace unos 4.220 millones de años, poco después de que la Luna se formara a partir de un trozo de la Tierra que se desprendió durante una colisión violenta a principios de la historia del Sistema Solar, nuestro satélite se dio vuelta y comenzó así una etapa clave de su desarrollo. Así lo ha comprobado un nuevo estudio, que halló evidencias de que el mapa de gravedad de la Luna se ajusta mejor a este modelo de vuelco del manto.

Científicos de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, combinaron simulaciones informáticas y datos aportados por diferentes naves espaciales para concluir que un vuelco total del manto lunar sobre los comienzos de la historia de nuestro satélite natural podría explicar ciertas anomalías y misterios en torno a la geología de la Luna y sus datos de gravedad. El nuevo estudio ha sido publicado en la revista Nature Geoscience.

Alrededor de 4.500 millones de años atrás, un pequeño planeta se estrelló contra la joven Tierra, arrojando hacia el cosmos una gran cantidad de roca fundida. Poco a poco, estos escombros se fusionaron, se enfriaron y solidificaron, conformando finalmente a la Luna que hoy apreciamos cada noche en nuestros cielos. Este escenario del surgimiento del satélite es aceptado por la mayoría de la comunidad científica, pero el enigma que persiste es cómo sucedió exactamente este evento y qué relación tiene con determinadas características lunares.

Revelando misterios lunares

Hasta el momento, casi todo lo que sabemos sobre el origen de la Luna proviene del análisis de muestras de rocas, recolectadas por los astronautas de las misiones Apolo hace más de 50 años, que han derivado en diferentes modelos teóricos. Sin embargo, hay datos que llaman la atención: por ejemplo, las muestras de rocas de lava basáltica dejan ver concentraciones muy elevadas de titanio. Mediante observaciones satelitales posteriores, los investigadores descubrieron que estas rocas volcánicas ricas en titanio se encuentran principalmente en la cara visible de la Luna: el misterio es cómo y por qué llegaron hasta ese lugar.

Los científicos creen que en sus inicios, el satélite estuvo cubierto por un océano global de magma. El progresivo enfriamiento de la roca fundida y su solidificación formaron el manto lunar y su corteza. Sin embargo, en las profundidades de la joven Luna algo se encontraba fuera de equilibrio: todo indica que los últimos restos del océano de magma cristalizaron en minerales densos, como por ejemplo la ilmenita, un mineral que integra hierro y titanio.

"Debido a que estos minerales pesados son más densos que el manto que se encuentra debajo, crean una inestabilidad gravitacional. En consecuencia, esta capa debería haberse hundido más profundamente en el interior de la Luna", indicó en una nota de prensa el científico Weigang Liang, autor principal del nuevo estudio y líder del equipo de investigadores.

Simulación por superordenador del choque entre la Tierra y otro cuerpo, que terminó conformando a nuestro único satélite natural. Créditos: NASA/YouTube.

El vuelco del manto y las anomalías lunares

De alguna manera, aproximadamente hace unos 4.220 millones de años, una Luna en formación se invirtió por completo: esto explica por qué el material denso se hundió en el interior, se mezcló con el manto, se derritió y regresó a la superficie como flujos de lava ricos en titanio, que actualmente pueden detectarse en nuestro satélite.

Aunque la detección de anomalías de la gravedad lunar proporciona evidencia del hundimiento de una capa densa en el interior del satélite, el desequilibrio general de la geología lunar no ha podido ser explicado hasta hoy: por ejemplo, la cara visible que mira a la Tierra, y particularmente la región oscura conocida como Oceanus Procellarum, tiene una elevación más baja, una corteza más delgada y está cubierta con altas concentraciones de elementos como titanio y torio. El otro lado del satélite difiere notablemente en cada uno de estos aspectos.

El nuevo estudio permite comprobar que el vuelco del manto a partir de la inversión de la Luna está directamente relacionado con sus características únicas, conectando la evidencia geofísica de la estructura interior del satélite y los modelos informáticos sobre su evolución. Por primera vez se ha obtenido evidencia física que nos muestra lo que sucedió en el interior de la Luna durante esta etapa crítica de su evolución. Los hallazgos ofrecen información vital sobre la evolución del interior lunar, pero además podrían arrojar luz sobre fenómenos similares en planetas como la Tierra o Marte.

Referencia

Vestiges of a lunar ilmenite layer following mantle overturn revealed by gravity data. Weigang Liang et al. Nature Geoscience (2024). DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-024-01408-2