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Hace unos 4.500 millones de años, un pequeño planeta se estrelló contra la joven Tierra, arrojando roca fundida al espacio. Lentamente, los escombros se fusionaron, se enfriaron y solidificaron, formando nuestra Luna. Este escenario de cómo nació nuestro satélite es en el que coinciden en gran medida la mayoría de los científicos. Pero los detalles de cómo sucedió exactamente eso son "más bien una novela de aventuras en la que eliges tu propia", según un equipo de científicos de la Universidad de Arizona.
Las conclusiones se han publicado en Nature Geoscience. Los hallazgos ofrecen información importante sobre la evolución del interior lunar y, potencialmente, de planetas como la Tierra o Marte.
La mayor parte de lo que se sabe sobre el origen de la Luna proviene de análisis de muestras de rocas, recolectadas por los astronautas del Apolo hace más de 50 años, combinadas con modelos teóricos. Las rocas mostraron concentraciones sorprendentemente altas de titanio, las cuales se encuentran principalmente en la cara visible de la Luna, pero cómo y por qué llegaron allí, era un misterio. Hasta ahora.
Debido a que la Luna se formó a altas temperaturas y rápidamente, se especula que su superficie estuvo cubierta por un océano de magma. A medida que la roca fundida se enfrió y se solidificó, formó el manto lunar y la corteza, pero en lo más profundo de la superficie, la joven Luna estaba tremendamente fuera de equilibrio. Los modelos sugieren que los últimos restos del océano de magma cristalizaron en minerales densos, incluida la ilmenita, un mineral que contiene titanio y hierro.
"Debido a que estos minerales pesados son más densos que el manto que se encuentra debajo, crean una inestabilidad gravitacional, y se hundiera más profundamente en el interior", explica Weigang Liang, líder del estudio.
De alguna manera, en los milenios siguientes, ese material denso se hundió en el interior, se mezcló con el manto, se derritió y regresó a la superficie como los flujos de lava ricos en titanio que vemos hoy en la superficie.
"La Luna, literalmente, se volvió del revés – añade Jeff Andrews-Hanna, coautor del estudio -. Pero ha habido poca evidencia física que arroje luz sobre la secuencia exacta de eventos durante esta fase crítica de la historia lunar, y hay mucho desacuerdo en los detalles de lo que sucedió".
Aun así, algunas dudas siguen sin desvelarse: ¿Este material se hundió a medida que se formaba, poco a poco, o fue todo a la vez después de que la Luna se había solidificado por completo? ¿Se hundió globalmente en el interior y luego se elevó en el lado cercano, o migró hacia el lado cercano y luego se hundió? ¿Se hundió en una masa grande o en varias masas más pequeñas? Estas son las preguntas que siguen haciéndose los científicos.
"Sin evidencia, puedes elegir tu modelo favorito. Cada modelo tiene profundas implicaciones para la evolución geológica de nuestra luna", explica Adrien Broquet, también coautor del estudio. En un estudio previo, dirigido por Nan Zhang de la Universidad de Pekín en Beijing, los modelos predijeron que la densa capa de material rico en titanio debajo de la corteza migró primero al lado cercano de la Luna, posiblemente provocado por un impacto gigante en el lado opuesto.
"Cuando vimos las predicciones de esos modelos, fue como si se encendiera una bombilla – afirma Andrews-Hanna -, porque vemos exactamente el mismo patrón cuando observamos variaciones sutiles en su campo de gravedad, revelando una red de material denso que acecha debajo la corteza".
Las observaciones apuntan al momento en el que se produjo este evento. Basado en las formaciones analizadas por distintos instrumentos satelitales, los autores sugieren que la capa rica en ilmenita se hundió al menos 4.000 millones de años atrás, lo que es consistente con su contribución al vulcanismo posterior observado en la superficie lunar.
"La Luna está fundamentalmente desequilibrada en todos los aspectos – concluye Andrews-Hanna -. Por primera vez tenemos evidencia física que nos muestra lo que estaba sucediendo en el interior de la Luna durante las primeras etapas de su evolución, y eso es realmente emocionante. Cuando los astronautas de Artemis finalmente regresen a la Luna para comenzar una nueva era de exploración humana, tendremos una comprensión muy diferente de la que tuvieron los astronautas del Apolo".
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