Este artículo fue publicado originalmente en La conversación. (se abre en una nueva pestaña) La publicación contribuyó con el artículo a Space.com’s Voces expertas: editoriales y perspectivas.
Josué Davies (se abre en una nueva pestaña)Profesor de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra, Universidad de Quebec en Montreal (UQAM)
Margriet Lantín (se abre en una nueva pestaña)Investigador Postdoctoral Asociado, Departamento de Geociencias, Universidad de Wisconsin-Madison
Mirando la luna en el cielo nocturno, nunca te imaginarías que se aleja lentamente de la Tierra. Pero sabemos lo contrario. En 1969, la NASA Misiones Apolo instaló paneles reflectantes en la luna. Estos demostraron que La luna es actualmente se alejan 3,8 cm de la Tierra cada año (se abre en una nueva pestaña).
Si tomamos la tasa actual de recesión de la luna y la proyectamos en el tiempo, terminamos con una colisión entre la Tierra y la Luna hace unos 1.500 millones de años (se abre en una nueva pestaña). Sin embargo, la luna se formó hace unos 4.500 millones de años (se abre en una nueva pestaña)lo que significa que la tasa actual de recesión es una mala guía para el pasado.
Con nuestros colegas investigadores de Universidad de Utrecht (se abre en una nueva pestaña) y el Universidad de Ginebra (se abre en una nueva pestaña)hemos utilizado una combinación de técnicas para tratar de obtener información sobre el pasado distante de nuestro sistema solar.
Recientemente descubrimos el lugar perfecto para descubrir la historia a largo plazo de nuestra luna en retroceso. Y no es por estudiar la luna misma, sino por leer señales en capas de rocas antiguas en la Tierra (se abre en una nueva pestaña).
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Leer entre las capas
en la hermosa Parque Nacional Karijini (se abre en una nueva pestaña) en Australia Occidental, algunas gargantas atraviesan sedimentos en capas rítmicas de 2.500 millones de años. Estos sedimentos son formaciones de hierro bandeado, que comprenden capas de minerales ricos en hierro y sílice (se abre en una nueva pestaña) una vez depositado ampliamente en el fondo del océano y ahora se encuentra en las partes más antiguas de la corteza terrestre.
Exposiciones de acantilados en Cascadas de Joffre (se abre en una nueva pestaña) muestran cómo capas de formación de hierro de color marrón rojizo de poco menos de un metro de espesor se alternan, a intervalos regulares, con horizontes más oscuros y más delgados.
Los intervalos más oscuros están compuestos por un tipo de roca más blanda que es más susceptible a la erosión. Un examen más detenido de los afloramientos revela la presencia de una variación de escala más regular y más pequeña. Las superficies rocosas, que han sido pulidas por el agua estacional del río que fluye a través del desfiladero, revelan un patrón de capas alternas de blanco, rojizo y gris azulado.
En 1972, el geólogo australiano AF Trendall planteó la cuestión del origen de la diferentes escalas de patrones cíclicos y recurrentes (se abre en una nueva pestaña) visible en estas antiguas capas de roca. Sugirió que los patrones podrían estar vinculados a variaciones pasadas en el clima inducidas por los llamados «ciclos de Milankovitch».
Cambios climáticos cíclicos
Los ciclos de Milankovitch describen cómo los pequeños cambios periódicos en la forma de la órbita de la Tierra y la orientación de su eje influir en la distribución de la luz solar recibida por la Tierra (se abre en una nueva pestaña) durante periodos de años.
Actualmente, los ciclos predominantes de Milankovitch cambian cada 400 000 años, 100 000 años, 41 000 años y 21 000 años. Estas variaciones ejercen un fuerte control sobre nuestro clima durante largos periodos.
Ejemplos clave de la influencia del forzamiento climático de Milankovitch en el pasado son la ocurrencia de extremadamente frio (se abre en una nueva pestaña) Dónde periodos calurosos (se abre en una nueva pestaña)tan bueno como más húmedo (se abre en una nueva pestaña) o condiciones climáticas regionales más secas.
Estos cambios climáticos han alterado significativamente las condiciones en la superficie de la Tierra, tales como el tamaño de los lagos (se abre en una nueva pestaña). son la explicación de la enverdecimiento periódico del desierto del Sahara (se abre en una nueva pestaña) y bajos niveles de oxígeno en las profundidades del océano (se abre en una nueva pestaña). Los ciclos de Milankovitch también influyeron en la migración y evolución de la flora y la fauna (se abre en una nueva pestaña) incluyendo nuestro propia especie (se abre en una nueva pestaña).
Y las firmas de estos cambios se pueden leer cambios cíclicos en rocas sedimentarias (se abre en una nueva pestaña).
oscilaciones registradas
La distancia entre la Tierra y la Luna está directamente relacionada con la frecuencia de uno de los ciclos de Milankovitch: el ciclo de precesión climática (se abre en una nueva pestaña). Este ciclo surge del movimiento de precesión (oscilación) o el cambio de orientación del eje de rotación de la Tierra a lo largo del tiempo. Este ciclo tiene actualmente una duración de unos 21.000 años, pero este período habría sido más corto en el pasado cuando la luna estaba más cerca de Tierra.
Esto significa que si primero podemos encontrar ciclos de Milankovitch en sedimentos antiguos, luego encontrar una señal de la oscilación de la Tierra y establecer su período, podemos estimar la distancia entre la Tierra y la Luna en el momento en que se asentaron los sedimentos.
Nuestra investigación previa ha demostrado que los ciclos de Milankovitch pueden ser conservado en una antigua formación de hierro en bandas en Sudáfrica (se abre en una nueva pestaña)apoyando así la teoría de Trendall.
Las formaciones de bandas de hierro en Australia fueron probablemente depositado en el mismo océano (se abre en una nueva pestaña) como las rocas sudafricanas, hace unos 2.500 millones de años. Sin embargo, las variaciones cíclicas de las rocas australianas están mejor expuestas, lo que nos permite estudiar las variaciones con una resolución mucho mayor.
Nuestro análisis de la Formación Australiana de Hierro Bandeado mostró que las rocas contenían múltiples escalas de variaciones cíclicas que se repiten a aproximadamente 4 y 33 pulgadas (intervalos de 10 y 85 cm). Al combinar estos espesores con la tasa de deposición de sedimentos, encontramos que estas variaciones cíclicas ocurren aproximadamente cada 11 000 años y 100 000 años.
Por lo tanto, nuestro análisis sugirió que el ciclo de 11 000 observado en las rocas probablemente esté relacionado con el ciclo de precesión climática, que tiene un período mucho más corto que los ~21 000 años actuales. Luego usamos esta señal de precesión para calcule la distancia entre la tierra y la luna hace 2460 millones de años (se abre en una nueva pestaña).
Descubrimos que la Luna estaba entonces unas 37 280 millas (60 000 kilómetros) más cerca de la Tierra (esta distancia es aproximadamente 1,5 veces la circunferencia de la tierra). Esto haría que la duración de un día fuera mucho más corta de lo que es ahora, alrededor de las 5 p. m. en lugar de las 24 horas actuales.
Comprender la dinámica del sistema solar.
La investigación astronómica ha proporcionado modelos para la formación de nuestro sistema solar (se abre en una nueva pestaña)y observaciones de las condiciones actuales (se abre en una nueva pestaña).
Nuestro estudio y algunas investigaciones de otros (se abre en una nueva pestaña) representa uno de los únicos métodos para obtener datos reales sobre la evolución de nuestro sistema solar, y será crucial para futuros modelos del sistema Tierra-Luna (se abre en una nueva pestaña).
Es bastante sorprendente que la dinámica del pasado sistema solar pueda determinarse a partir de pequeñas variaciones en las antiguas rocas sedimentarias. Sin embargo, un punto de datos importante no nos da una comprensión completa de la evolución del sistema Tierra-Luna.
Ahora necesitamos datos más confiables y nuevos enfoques de modelado para rastrear la evolución de la luna a lo largo del tiempo. Y nuestro equipo de investigación ya ha comenzado la búsqueda del próximo conjunto de rocas que pueden ayudarnos a descubrir más pistas sobre la historia del sistema solar.
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