Una nueva investigación muestra cómo el impacto de la cuenca Aitken del Polo Sur de la Luna está relacionado con el marcado contraste en la composición y apariencia entre los dos lados de la Luna.
La cara que la Luna muestra a la Tierra es muy diferente a la que esconde del otro lado. El lado cercano está dominado por los persas lunares: los vastos restos de color oscuro de los antiguos flujos de lava. Por otro lado, el otro lado con cráteres está virtualmente desprovisto de características marinas extensas. La razón de la marcada diferencia entre los dos lados es uno de los misterios más perdurables de la luna.
Ahora los investigadores tienen una nueva explicación para la luna de dos caras: una ligada a un impacto gigante hace miles de millones de años cerca del polo sur de la luna.
Un nuevo estudio publicado en Science Advances muestra que el impacto que formó la cuenca gigante del Polo Sur-Aitken (SPA) de la luna habría creado una enorme nube de calor que se esparce dentro de la luna. Este penacho contendría algunos materiales, una combinación de tierras raras y elementos que producen calor, así como la luna cercana. Esta concentración de elementos puede haber contribuido a la actividad volcánica que condujo a la creación de las llanuras volcánicas cercanas.
Extensos depósitos volcánicos dominan el lado cercano de la Luna (izquierda), mientras que el lado lejano (derecha) contiene mucho menos. La razón de la gran diferencia entre los dos lados es el misterio de la luna perpetua. Crédito: Universidad de Brown
«Sabemos que los grandes impactos como el que dio forma al SPA generarán mucho calor», dijo Matt Jones, candidato a doctorado en la Universidad de Brown y autor principal del estudio. La pregunta es cómo afecta esta temperatura a la dinámica interna de la Luna. Lo que mostramos es que bajo todas las condiciones razonables en el momento en que se forma la SPA, termina concentrando estos elementos productores de calor en el lado cercano. Sospechamos que esto contribuyó al derretimiento del manto que condujo a los flujos de lava que vemos en la superficie. «
El estudio fue una colaboración entre Jones y su asesor, Alexander Evans, profesor asistente en la Universidad de Brown, así como investigadores de la Universidad de Purdue, el Laboratorio de Ciencias Lunar y Planetaria en Arizona, la Universidad de Stanford y la NASA. Laboratorio de Propulsión a Chorro.[{”attribute=””>LaboratoriodepropulsiónachorrodelaNASA[{”attribute=””>NASA’sJetPropulsionLaboratory
Un nuevo estudio revela que una antigua colisión en el polo sur de la Luna cambió los patrones de convección en el manto lunar, concentrando un conjunto de elementos productores de calor en el lado cercano. Estos elementos jugaron un papel en la creación del vasto mar lunar visible desde la Tierra. Crédito: Matt Jones
Las diferencias entre los lados cercano y lejano de la Luna fueron reveladas por primera vez en la década de 1960 por las misiones Luna soviéticas y el programa Apolo estadounidense. Si bien las diferencias en los depósitos volcánicos son evidentes, las misiones futuras también revelarán diferencias en la composición geoquímica. El lado cercano alberga una anomalía de composición conocida como el terreno Procellarum KREEP (PKT), una concentración de potasio (K), elementos de tierras raras (REE), fósforo (P), además de producir elementos de calor como el torio. KREEP parece estar concentrado en Oceanus Procellarum y sus alrededores, la mayor de las llanuras volcánicas cercanas, pero es escaso en otras partes de la Luna.
Algunos científicos sospecharon una conexión entre PKT y los flujos de lava del lado cercano, pero la pregunta de por qué este conjunto de elementos se concentró en el lado cercano permaneció. Este nuevo estudio proporciona una explicación relacionada con la cuenca del Polo Sur-Aitken, el segundo cráter de impacto más grande conocido en el sistema solar.
Para el estudio, los investigadores realizaron simulaciones por computadora de cómo el calor generado por un impacto gigante alteraría los patrones de convección dentro de la Luna y cómo eso podría redistribuir el material KREEP en el manto lunar. Se cree que KREEP representa la última parte del manto que se solidifica después de la formación de la Luna. Como tal, probablemente formó la capa más externa del manto, justo debajo de la corteza lunar. Los modelos del interior lunar sugieren que debería haberse distribuido más o menos uniformemente debajo de la superficie. Pero este nuevo modelo muestra que la distribución uniforme se vería interrumpida por la columna de calor del impacto del SPA.
Según el modelo, el material KREEP habría surfeado la ola de calor que emana de la zona de impacto del SPA como un surfista. A medida que la columna de calor se propagó por debajo de la corteza lunar, este material finalmente fue entregado en masa al lado cercano. El equipo realizó simulaciones para varios escenarios de impacto diferentes, que iban desde un golpe mortal hasta un golpe oblicuo. Si bien cada uno produjo diferentes patrones de calor y movilizó KREEP en diversos grados, todos crearon concentraciones de KREEP en el lado cercano, en consonancia con la anomalía PKT.
Los investigadores dicen que el trabajo proporciona una explicación creíble de uno de los misterios más perdurables de la Luna.
«La formación de PKT es posiblemente la pregunta abierta más importante en la ciencia lunar», dijo Jones. «Y el impacto del Polo Sur-Aitken es uno de los eventos más importantes en la historia lunar. Este trabajo une esas dos cosas, y creo que nuestros resultados son realmente emocionantes».
Referencias: «El origen del impacto de Aitken en el Polo Sur de la asimetría de la composición lunar» por Matt J. Jones, Alexander J. Evans, Brandon C. Johnson, Matthew B. Weller, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Sonia M. Tikoo y James T. Kean, 8 de abril de 2022, Los científicos progresan.
DOI: 10.1126/sciadv.abm8475
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