Puede parecer que nuestra Luna brilla pacíficamente en el cielo nocturno, pero hace miles de millones de años, la agitación volcánica le dio un rostro.

Una pregunta que ha permanecido sin respuesta durante décadas es por qué hay más rocas volcánicas ricas en titanio, como la ilmenita, en el lado cercano que en el otro. Ahora, un equipo de investigadores del Laboratorio Planetario y Lunar de Arizona ofrece una posible explicación para esto.

La superficie lunar estuvo una vez inundada por un océano de magma en ebullición, y después de que el océano de magma se endureció, hubo un gran impacto en el lado opuesto. El calor de este impacto se extendió hacia el lado más cercano e hizo que la corteza se volviera inestable, provocando que capas de minerales más pesados ​​y densos en la superficie se hundieran gradualmente en el manto. Estos volvieron a derretirse y fueron expulsados ​​por los volcanes. La lava de estas erupciones (la mayoría de las cuales ocurrieron en el lado más cercano) terminó en lo que ahora son flujos de rocas volcánicas ricas en titanio. En otras palabras, la antigua cara de la Luna ha desaparecido y resurgido.

lo que hay debajo

La región de la Luna en cuestión se conoce como Procellarum KREEP Terrane (PKT). KREEP significa concentraciones elevadas de potasio (K), elementos de tierras raras (REE) y fósforo (P). Aquí también se encuentran basaltos ricos en ilmenita. Se cree que KREEP y los basaltos se formaron por primera vez cuando la Luna se enfrió después de su fase oceánica magmática. Pero la región siguió siendo caliente porque KREEP también contiene altos niveles de uranio y torio radiactivos.

«La región PKT… representa la región volcánicamente más activa de la Luna, un resultado natural de la gran abundancia de elementos productores de calor», dijeron los investigadores en un comunicado. estudiar publicado recientemente en Nature Geoscience.

¿Por qué esta región está ubicada en el lado cercano, mientras que el lado opuesto carece de KREEP y basaltos ricos en ilmenita? Una hipótesis existente llamó la atención de los investigadores: sugería que después de que el océano de magma se endureciera en el lado cercano, las capas de estos minerales KREEP eran demasiado pesadas para permanecer en la superficie. Comenzaron a adentrarse más profundamente en el manto y hasta el límite entre el manto y el núcleo. Al hundirse, se pensaba que estas láminas minerales habían dejado rastros de material por todo el manto.

Si la hipótesis fuera correcta, esto significaría que debajo de la superficie lunar deberían existir trazas de minerales de la corteza magmática endurecida de KREEP en forma de láminas, que podrían llegar hasta el borde de la capa límite del núcleo.

¿Cómo se podría probar esto? Los datos gravitacionales de la misión del Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL) a la Luna pueden haber tenido la respuesta. Esto les permitiría detectar anomalías gravitacionales causadas por la mayor densidad de la roca KREEP en comparación con los materiales circundantes.

Volviendo a la superficie

Los datos de GRAIL revelaron previamente la existencia de un patrón de anomalías de gravedad subsuperficial en la región PKT. Esto parecía similar al patrón que se habrían formado las capas de roca volcánica cuando se hundieron, por lo que el equipo de investigación decidió ejecutar una simulación por computadora del hundimiento de KREEP para ver qué tan bien coincidía la hipótesis con los hallazgos de GRAIL.

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 capas de KREEP más pesadas y basalto rico en ilmenita quedaron debajo de la superficie cuando estas capas se hundieron debido a su densidad, y GRAIL detectó sus residuos debido a su mayor gravedad. . para tirar. GRAIL también sugirió que había muchas anomalías más pequeñas en la región PKT, lo cual tiene sentido dado que gran parte de la corteza está formada por rocas volcánicas que habrían fluido y dejado residuos antes de derretirse y reconstruir la superficie durante las erupciones.

Ahora también tenemos una idea de cuándo ocurrió este fenómeno. Debido a que hay cuencas de impacto que datan de hace aproximadamente 4,22 mil millones de años (que no deben confundirse con el impacto anterior en el lado opuesto), pero se cree que el océano se endureció magmáticamente antes de esa fecha, los investigadores creen que la corteza también comenzó a fluir antes de esa fecha. este tiempo.

«Las anomalías en los límites del PKT proporcionan la evidencia física más directa de la naturaleza del océano post-magma… el derrocamiento del manto y el hundimiento de la ilmenita en el interior profundo», dijo el equipo en el mismo comunicado. estudiar.

Esto es sólo más información 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 en realidad hay rastros de una corteza antigua dentro de la Luna al recolectar material lunar real muy por debajo de la superficie. Cuando los astronautas de Artemis finalmente podrán recolectar muestras de material volcánico en la Luna en el sitio¿Quién sabe qué saldrá a la superficie?

Geociencias naturales, 2024. DOI: 10.1038/s41561-024-01408-2