Una colisión con un planeta enano para explicar el misterio de la cara oculta de la Luna

En 1959 la sonda soviética Luna 3 tomó las primeras imágenes de la cara oculta de la Luna. Todo el mundo esperaba ver más o menos lo mismo que en la cara visible: una superficie cubierta por cráteres y regiones más oscuras, los famosos mares —maria en latín—. Pero la sorpresa fue mayúscula cuando las imágenes borrosas de la Luna 3 revelaron una cara oculta con una casi total ausencia de mares. ¿A qué se debía esta diferencia? Las misiones tripuladas y no tripuladas posteriores demostraron que la corteza de la cara oculta es mucho más gruesa que la de la visible —unos 20 kilómetros adicionales en la oculta—, por lo que las lavas basálticas oscuras que formaron los mares de la cara visible no llegaron con la misma facilidad a la superficie de la cara oculta. Si embargo, esto solo es una explicación parcial que traslada la pregunta a otro nivel. Porque seguimos sin saber la causa tras la diferencia en espesor de la corteza de uno y otro hemisferio.

Parte de la cara oculta de la Luna vista por el Apolo 16 (NASA).

Se han propuesto muchas teorías. Muchas de ellas intentan relacionar esta dicotomía de los hemisferios lunares con el acoplamiento de marea que sufrió prácticamente desde su formación (la Luna siempre muestra la misma cara hacia la Tierra porque su periodo de rotación coincide con el de traslación). Por ejemplo, una teoría propone que el calor emitido por la Tierra tras la brutal colisión con Theia que dio lugar a la propia Luna redujo el espesor de la corteza en la cara visible. Pero las teorías más populares apuestan por una colisión con cuerpos menores para explicar la diferencia entre la cara visible y la oculta, aunque parecía que habían pasado de moda estos últimos años. Pero parece que la teoría de la colisión ha vuelto por la puerta grande. Un equipo de investigadores liderado por Meng-Hua Zhu ha propuesto recientemente que la Luna sufrió un impacto de un cuerpo menor casi del tamaño Ceres.

Espesor de la corteza lunar según la sonda GRAIL de la NASA (NASA).

El choque tuvo que ser brutal. Estamos hablando de una colisión con un objeto con un diámetro de casi un cuarto del de la Luna. Ahora bien, ¿cuáles son las pruebas? De entrada, el choque explica la diferencia de grosor de la corteza, pero esto no es suficiente. Existe un rango enorme de masas y velocidades de objetos que pueden causar la dicotomía actual. Pero esta hipótesis también explicaría la diferencia en composición entre la cara oculta y la visible. La cara visible contiene piroxenos con bajo contenido en calcio, como descubrió la sonda japonesa Kaguya, algo que los investigadores interpretan como el resultado de un gran choque en la cara visible que mezcló los minerales del manto y la corteza. Por otro lado, la corteza de la cara oculta tiene dos capas, una inferior rica en anortositas y una superior con abundantes minerales máficos. Esta capa superior de 10 kilómetros de espesor se habría creado al caer el material del impacto sobre la cara oculta.

Situación del centro de la cuenca de impacto que hipotéticamente habría creado el choque con el planeta enano (Meng-Hua et al.).

Todo esto no es nuevo, pero el equipo de Meng-Hua Zhu ha llevado a cabo 360 simulaciones numéricas de choques de cuerpos con la Luna primigenia. La simulación que mejor se ajusta es el de un planeta enano de 780 kilómetros de diámetro con un núcleo de hierro de 200 kilómetros que chocó con la Luna a 6,4 kilómetros por segundo. Esto puede parecer una velocidad muy elevada, pero es una cuarta parte de la velocidad de la mayoría de cuerpos menores que chocan contra la Tierra. Otra simulación que se acerca predice el choque de un objeto de 720 kilómetros chocando a 6,8 kilómetros por segundo contra una Luna que todavía no se ha enfriado. Ambas simulaciones reproducen exitosamente la dicotomía de la corteza y la diferencia de composición entre los hemisferios.

Diferencia en composición de la corteza lunar (Meng-Hua et al.).

Tras el impacto, el eje de rotación de la Luna se ajustaría en base a la dicotomía creada para que la cara oculta coincidiese con la zona de mayor grosor de corteza. No obstante, el principal problema de esta teoría es que el impacto crearía una cuenca de impacto de 5600 kilómetros en la cara visible (el 50% de la superficie de la Luna), mucho más grande que los 3200 kilómetros de diámetro de la cuenca de Procellarum —correspondiente al borde del océano de las Tormentas—. La cuenca de Procellarum es el límite externo de los mares de la cara visible, así que resulta complicado explicar esta diferencia de tamaños. Según Meng-Hua Zhu y su equipo, la megacuenca creada por el impacto del planeta enano habría quedado erosionada antes de los impactos menores que formaron las cuencas de los mares de la cara visible, pero ciertamente no es una respuesta especialmente convincente. En cualquier caso, con estas simulaciones se refuerza la teoría del impacto para explicar la dicotomía de la corteza lunar. El aspecto y la existencia misma de nuestro satélite parece ser el resultado de dos grandes choques cósmicos.

Referencias:



30 Comentarios

  1. Facinante hiptecis una buena justificación para una misión de retorno de muestras del polo sur de la luna o mejor una misión tripulada.

      1. Dicotomía.
        El bien y el mal..
        Luz y oscuridad..
        El ying y el yang..
        Ángeles y demonios..
        Cielo e Infierno..
        y ahora con nosotros.. ¡la diferencia de densidades selenitas!
        Saludos!

  2. Da gusto leer un articulo de divulgacion entre tanto ruido de trolls y pajas mentales de periodistillos con infulas de divulgadores, que se limitan a malinterpretar titulares de articulos cientificos y entradillas de la güipipedia.

    Por poco que aporte como información nueva, desengrasa mucho de tanto que creen que sus opiniones personales sobre los libros que les gustan es divulgación.

    Y si se me permite, tambien aburre un poco tanto palmero sobre musc y sus amiguetes, la verdad.

    Un saludo.

    1. Concuerdo que este artículo es genial y la labor de divulgación de Daniel es impagable. Pero de las mejoras técnicas que se están desarrollando actualmente nos beneficiará todos. Y a mi no me molesta que la gente se alegre por eso.

      Aunque quizás sea mejor confiar en una Agencia que promete misiones-powerpoint a 20 años vista, se funde la pasta de los contribuyentes en empresas enchufadas y… cuando llega el “plazo de entrega” lo aplazan para dentro de otros 20 años.

      1. Ana, comprendo perfectamente su confusión.
        Un mansajito de estos da poco juego para una concision suficientemente comprensible, salgo ponerse a escribir un tratado.

        Yo renuncie hace tiempo a mantener mi postura incredula sobre TODOS lo pogüerpoin.
        Hoy por hoy, el 99% de los anuncios del sector son brindis al sol de interpretaciones artisiticas y maquetas, que al poco tiempo y despues de gastar dinerales en pajas mentales, no cuajan en absoluto.

        Que me moleste que cada vez que se hable de las fantasias de unos y de otros se entienda como que defiendo a la nasa es equivocado.

        A mi disnei me engaño en los 70 con sus fantasias de como seria el año 2.000. Y al paso que vamos ni siquiera el año 3.000.

        No entro en eso.

        Lo que critico, y sobre todo en naukas, es que cada vez hay menos divulgadores y mas articulistas, y que el señor Marin es practicamente el unico que no se mira el ombligo y hace verdadera divulgacion.
        Antes era mi pagina diaria, pero hace tiempo que no me produce ningun interes. Naukas, quiero decir.

        Es eso a lo que me referia y no la triste perspectiva de tener que lanzar cohetes acorazados para atravesar la nube de basura espacial que se esta creando con tanto lanzamiento de satelites de discutible utilidad practica real.
        O la triste perspectiva de ver que puede ocurrir que cuando tengamos de verdad intencion de salir al espacio, ya no queden recursos imprescindible en el planeta para hacerlo.

        Pero como hace tiempo que comprendi que mi postura es poco apreciada por los espaciotranstornados — sin intencion peyorativa — pues por eso leo pero no participo.
        Decir cada dos por tres que son proyectos de pogüerpoin para especular y forrarse es algo que siempre se critica, asi que ¿para que?

        Saludos.

  3. Encontrar una explicación a esa diferencia entre una cara y otra de la Luna fomenta una investigación “detectivesca” astronáutica apasionante. Llegar a una solución científica concluyente es muy difícil.

    Por abundar un poco más en la incógnita, me pregunto si ese hipotético impacto no habría podido “arrancar” al satélite de su órbita de la Tierra y lanzarla al espacio lejos de nosotros, un poco a lo que plantea la serie setentera “Space 1999″…

  4. ¿Dos choques? Bueno… quizás en los orígenes del sistema solar todo estaba plagado de estos cuerpos pero… ¿no es posible que ese segundo cuerpo se formara en el mismo choque que el resto de la Luna y estuviera en una órbita no muy estable o saliera de la órbita terrestre para casi coorbitar hasta volver a chocar más tarde?

    1. Pues dada la “baja” velocidad de las dos simulaciones del equipo chino… no es descabellado en absoluto. El impacto [hipotético] de Theia con la Tierra pudo lanzar suficientes escombros como para que se aglomerase más de un cuerpo orbital, que luego acabasen fusionándose en la actual Luna.

  5. Esto sí que es buena divulgación científica, de la que informa bien y estimula a la curiosidad. Gracias.

    Me queda la impresión, que me corrijan si lo he entendido mal, de que la Luna sólo ha tenido ocasión de separar los minerales de la corteza en sus primeros tiempos, en los periodos en que estaba fundida total o parcialmente, bien por su formación inicial o por choques posteriores.
    ¿Quizá durante esos periodos de fusión los minerales menos densos, los de la corteza, migraron a la zona más alejada del centro de gravedad del sistema Tierra/Luna, o sea a la cara oculta, mientras que los basaltos, con minerales más densos, fueron atraidos con más fuerza hacia ese centro, y por eso quedaron de cara a la Tierra, al descubierto, en los mares lunares?

  6. Tuvo que ser una buena bofetada de producirse, y de ser asi -y ademas en la cara visible-, habria producido una buena lluvia de meteoritos en nuestro planeta aunque con la erosion no habrian quedado demasiadas huellas.

  7. Yo diría que es intuitivo, que si rotas algo esférico con un elemento viscoso en su interior caliente, éste, tenderá a depositarse en la parte exterior de la esfera por la inercia.

    1. En este caso el modelo es más parecido a sujetar la esfera a un cordel y hacerla girar en torno a uno mismo, que haria de tierra, el material más pesado se iría hacia la cara oculta…
      Que me corrija alguien que sepa más de esto si me equivoco, por favor.

      1. Perdón quería decir traslada en una órbita circular. La parte menos densa se iría a la parte exterior.
        El efecto marea, en tierra provoca que el agua se desplace a la zona más cercana a la luna. Pero quizás la fuerza centrípeta es más significativa en la Luna que la fuerza de atracción de la tierra. Supongo que se puede calcular. A ver si desempolvo el libro de física de bachiller.

        1. Qué vergüenza, la que impulsa hacia afuera es la fuerza centrífuga. No sé por qué insisto en participar. En vez de cerebro, debo tener un queso Gruyere.
          Mil disculpas.

          1. La fuerza centrífuga producida por la traslación de la Luna en torno a la Tierra está compensada por la fuerza centrípeta de la atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna. Pero como los dos cuerpos tienen un diámetro considerable, me imagino que la atracción será sensíblemente mayor en la cara visible. Esto supongo que haría que los materiales más densos se concentraran en la cara visible.

          2. Gracias por tu respuesta.
            Supongo que al final, ni una fuerza ni la otra, tiene un efecto significativo.
            Pero siguiendo esos pensamientos, los sólidos por lo general, según San Google, son más densos que los líquidos (agua aparte). Si la fuerza centrípeta fuera más significativa que la gravedad, los sólidos deberían tener preferencia por la cara oculta. Pero si la capacidad de retener calor fuera mayor para los materiales más densos, podrían hacer que esa zona fuera más caliente. Pero si lo que han descubierto es que la corteza es más fina en la parte oculta, supongo que será a que el estado pasa de sólido a líquido. Por lo tanto no sería correcto.

          3. Rafa:
            Lo de los sólidos y líquidos que dices no lo entiendo.
            Dices “si lo que han descubierto es que la corteza es más fina en la parte oculta”, pero según el artículo es al contrario:
            “la corteza de la cara oculta es mucho más gruesa que la de la visible —unos 20 kilómetros adicionales en la oculta—”

          4. Cierto fisivi:
            Pensé que era temperatura lo de los gráficos, no espesor de la corteza (vergüenza).
            Entonces coincide. Gracias por la rectificación.

          5. Supongo que al final resulta que como el objeto, la luna, simplemente ‘sigue recto’, realmente no hay desplazamiento interior a falta de una fuerza real existente.

      2. En la cara oculta hay más corteza. La corteza, al menos en la Tierra, está arriba por ser menos densa que el manto, sobre el cual flota.

  8. Creo que en los modelos computacionales de la teoría del gran impacto, en la mayoría de los casos se forman dos lunas, una tan grande como la Luna y otra más pequeña del tamaño de Ceres. Por un tiempo la Tierra tuvo dos lunas de importante tamaño, lastima que la más pequeña no quedará anclada a uno de los puntos de libracion para disfrutarla hoy en dia con nuestros telescopios. Donde estas pequeña Luny!!

    1. Ni hablar, que los aficionados a la astronomia ya tienen bastante con una Luna estropeando con su brillo la mitad del mes. Si las dos orbitaran entre si, como en el mundo de Elder Scrolls seria otro tema.

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Por Daniel Marín
Publicado el ⌚ 27 mayo, 2019
Categoría(s): ✓ Astronomía • Luna • Sistema Solar