¿Hasta cuándo estuvo activa la Luna?

Por Daniel Marín, el 24 diciembre, 2024. Categoría(s): Astronáutica • Astronomía • China • Luna ✎ 24

Inicialmente el interior de la Luna estaba mucho más caliente y disponía de su propio campo magnético. Pero, ¿hasta cuándo duró esta magnetosfera lunar? Hasta ahora se pensaba que el campo magnético lunar existió entre hace 4200 millones de años y 3500 millones de años (antes, la Luna, formada tras la colisión de un protoplaneta con la prototierra, todavía se estaba diferenciando desde una etapa de océano de magma inicial). Sin embargo, las primeras muestras de la cara oculta de la Luna recogidas este año por la sonda Chang’e 6 demuestra que la dinamo lunar se mantuvo hasta hace 2800 millones de años, una fecha mucho más tardía.

La Luna tuvo una dinamo hasta hace 2800 millones de años (Shuhui Cai et al.).

Los dos hemisferios de la Luna son visiblemente diferentes —la corteza de la cara visible es más fina, facilitando las erupciones que dieron lugar a los mares tras grandes colisiones de asteroides—, de ahí el interés en disponer de muestras de esta parte de nuestro satélite. El pasado julio la cápsula de la misión Chang’e 6 aterrizó en la Tierra con 1935,3 gramos de material procedente del cráter Apolo de la cara oculta, a su vez situado dentro de la mayor cuenca de impacto de la Luna, la cuenca Aitken Polo-Sur (SPA). De entre estas muestras, se identificaron cuatro pedazos de unos pocos milímetros que corresponden a basaltos que se sometieron a la datación plomo-plomo, arrojando una edad de 2800 millones de años. Los investigadores detectaron en las muestras un campo magnético residual de 5 a 21 microteslas (13 microteslas de valor mediano), una prueba de que estuvieron bajo un campo magnético relativamente intenso en la fecha en que se formaron.

Imagen de la Chang’e 6 en la cara oculta tomada por el rover-cámara Jinchan (CNSA).
Extracción del cilindro con las muestras de la cápsula el 26 de junio (CASC).

Este paleomagnetismo intenso es sorprendente porque sabemos que hace 3100 millones de años el campo magnético inicial de la Luna disminuyó en un orden de magnitud, un dato que cuadraba con la pérdida de dinamo global alrededor de hace 3500 millones de años. En un principio la intensidad del campo magnético lunar era similar al terrestre y hace 3100 millones de años disminuyó hasta las 4 microteslas. Los datos de la Chang’e 6 indican que la intensidad del campo magnético no solo se mantuvo, sino que incluso experimentó un rebote de intensidad dentro de un estado de actividad débil. Este campo magnético débil de larga duración tiene que haber tenido un mecanismo diferente al campo primigenio, siendo el causante, quizá, un océano de magma subterráneo en el manto, a diferencia del campo intenso inicial, que se generó como el de la Tierra gracias a las corrientes de convección del núcleo líquido de hierro y níquel. Otros mecanismos que podrían explicar esta dinamo tardía, y que no son incompatibles con la hipótesis del océano de magma, podrían ser la cristalización del núcleo y la precesión del eje.

El magnetismo lunar tuvo una etapa de rebote hace unos 3000 millones de años (Shuhui Cai et al.).

Los datos de la Chang’e 6 concuerdan con los obtenidos por la Chang’e 5. Esta última sonda recogió las muestras más jóvenes de la superficie lunar hasta ahora, con una edad de unos 2000 millones de años y los investigadores han detectado un campo magnético residual de entre 2 y 4 microteslas en los basaltos de las mismas. Esto quiere decir que la Luna tuvo una dinamo y estuvo volcánicamente activa hasta más allá de la mitad de su vida. Y es que las muestras de la Chang’e 6 también revelan erupciones volcánicas hace 4200 millones y 2800 millones de años, respectivamente. Curiosamente, este episodio volcánico de hace 2800 millones de años no se había detectado en las muestras de la cara visible.

Dos episodios de vulcanismo detectado por la Chang’e 6 (Qian Zhang et al.).

Antes de analizar las muestras de la Chang’e 6 era difícil reconciliar estos resultados, pero ahora es más fácil explicar el magnetismo residual de la Chang’e 5 si existió una dinamo originada, probablemente, por un océano de magma subterráneo que se fue solidificando más lentamente. Hasta ahora solo disponíamos de muestras de diez zonas de la cara visible de la Luna (seis del Apolo, tres de las sondas Luna Ye-8-5 soviéticas y la Chang’e 5). Estos resultados preliminares demuestran por qué la comunidad científica consideraba una prioridad traer muestras de la cara oculta.

Zonas de donde se han recogido muestras de la Luna (Qian Zhang et al.).

Referencias:

  • https://www.nature.com/articles/s41586-024-08526-2
  • https://www.nature.com/articles/s41586-024-08382-0
  • https://arxiv.org/pdf/2411.13719


24 Comentarios

  1. Muchas gracias Daniel por esta seguidilla de buenas entradas. Lo de la luna es realmente llamativo, pensaba que su periodo «activo» no iba mas alla del primer mil millon de años. Feliz navidad!!

  2. Interesantísimo, como siempre, Daniel. Nos malacostumbras, jajaja.

    Aprovecho para desearos a todos unas felices fiestas navideñas, o saturnales, lo que cada cuál escoja. ¡¡Pasadlo muy bien!!

  3. Vayan al portal de la Nasa y observen el apartado Image of The Day.
    Miren la foto del Christmas tree cluster. (NGC 2264)
    Es, sencillamente formidable.
    Feliz Navidad a todo el mundo.

  4. «En un principio la intensidad del campo magnético lunar era similar al terrestre»

    ¿Y tendría algún efecto sobre este?. ¿Habría algún efecto observable desde la Tierra (suponiendo un observador hipotético)?. Lo digo pensando en la evolución de los organismos unicelulares.

    1. Es probable que se diese algún efecto entre ambos campos, máxime cuando tras su formación, la Luna estaba MUCHO más cerca de la Tierra… pero, precisamente por eso, la influencia de la gravedad lunar era MUCHO más intensa (en efectos sobre el planeta) que cualquier interacción entre ambos campos magnéticos (especulo).

      Así pues, aunque ambos mundos estuviesen muy cerca y tuviesen campos magnéticos equivalentes, creo que su influencia en los eventos superficiales de la Tierra (en lo relativo a asuntos de génesis biológica y evolución) tuvo muchísimo menos efecto o influencia que las grandes interacciones gravitacionales entre ambos.

      Vamos, en mi opinión…

  5. Sería interesante poder traernos muestras de forma más sistemática. Una manera podría ser mediante un aterrizador repostable y reutilizable que bajara y subiera desde la Gateway cada vez que tomara muestras. Luego todas ellas podrían traerse juntas con alguna cápsula, hasta la Tierra.
    O también un rover tipo Perseverance, que al cabo de un tiempo (años) llevara el conjunto de muestras hasta un sistema de retorno o a alguna misión tripulada.

    1. Es totalmente incomprensible que no se haya enviado un robot tipo Percy a la Luna. La única explicación es que en cuatro dias se veria inútil la vuelta de humanos a nuestro satélite. Un lugar cercano donde podemos mandar docenas de trastos al año. Si hubiera voluntad, claro.

  6. Gracias por tu trabajo, Daniel.

    Feliz Navidad (y todo eso) para todos.

    Señores, estamos al borde de iniciar un glorioso futuro espacial:

    «2026: First Starships depart to Mars with 100 Optimus robots onboard
    2027: Humans on Earth achieve Superintelligence and send updates to Optimus on Mars
    2029: Humans arrive on Mars. Optimus has already built a gleaming domed city on Mars
    Welcome to the future»

    https://x.com/awaken_tom/status/1871806710270361617?t=gE2b8DYoGNhraum-yWLyNg&s=19

    Un gracioso internauta ha añadido:

    «2030 battle for Mars vs Optimus»

    Feliz Navidad también para nuestro bienamado Dios Emperador.

  7. Siempre me fascina cómo podemos llegar a saber lo que sucedió por hallazgos increíbles y que solo la ciencia puede aportar e interpretar.

    Hoy la fuerza de atracción en la mesa ha sido el asado de cordero que nos ha quedado espectacular.

    Feliz Navidad.

  8. Siendo un lector silencioso que disfruta mucho de los post de Daniel y de los comentarios de esta comunidad les deseo unas felices fiestas.

    Desde mi ignorancia una duda que tengo desde hace tiempo se hace patente en este artículo.
    ¿Cómo son las interacciones entre un planeta y su luna si ambos tienen campo magnético y atmósfera? ¿Se ha estudiado? ¿Se potencian o interfieren? ¿Altera sus órbitas? ¿Hay mayor intercambio de componentes entre dichas atmósferas? tanto orgánica como de elementos quimicos.

  9. Hola Eduardo. La exploración y conocimiento del magnetismo interplanetario es relativamente reciente, comenzó en la década de los cincuenta. La fuente principal del magnetismo interplanetario es el sol y el viento solar. El campo magnético solar se difunde mediante una espiral de Arquímedes, un fenómeno descubierto en 1950 por Eugene Parker. Y aquí comienzan las incógnitas; resulta que el potente campo magnético de Júpiter tiene una polarización opuesta a su rotación y también es contraria al sentido del campo magnético terrestre. Si la Tierra y la luna rotan en la misma dirección y el satélite tiene un campo magnético débil ¿por qué la luna gira alrededor de la Tierra?

    Aquí aparecen las ondas gravitacionales lunares que pueden tener su origen en las eyecciones solares que crean un campo magnético de baja intensidad en la corteza del satélite. Esto hace que haya una órbita magnética compartida entre el sol, la luna y la Tierra. Se conjetura que el sol es un regulador de la estabilidad de la órbita lunar en torno a la Tierra de manera que si el débil campo magnético de la luna no recibe un flujo adecuado de radiación solar, entonces la atracción gravitacional tierra-luna podría desaparecer. Por suerte, al carecer la luna de atmósfera el viento solar y su campo magnético asociado llegan al satélite de manera regular.

    En cualquier caso, este asunto apenas comienza a entenderse y a día de hoy tenemos más preguntas que respuestas.

    Saludos

    1. Hostia, Trenchtown…

      ¿Qué narices tiene que ver la presencia o no de campos magnéticos en dos (o más) cuerpos astronómicos… con su interacción gravitacional?

      «[…] si el débil campo magnético de la luna no recibe un flujo adecuado de radiación solar, entonces la atracción gravitacional tierra-luna podría desaparecer«.

      ¿Quién dices que especula semejante absurdez?

      La Gravedad y el Electromagnetismo son fuerzas DISTINTAS Y TOTALMENTE INDEPENDIENTES UNA DE OTRA. Sus bosones (caso de existir el gravitón, que no está claro) ni siquiera son los mismos (el electromagnetismo usa el fotón). La gravedad la causa la masa de los objetos, dependiente de su distancia. El electromagnetismo lo causa las interaciones electrónicas y fotónicas entre átomos y moléculas. Un cuerpo puede ser adiamagnético (sin capacidad magnética ni que se le pueda inducir capacidad magnética) y aún así seguirá interactuando gravitacionalmente con TODOS los otros cuerpos a su alrededor.

      La órbita lunar seguirá ahí, alrededor de la Tierra, de forma total y absolutamente independiente a la presencia o ausencia de campos magnéticos en una, otra, o las dos. Y mucho menos, de ningún aporte magnetizante del Sol. Puede haber pequeñas variaciones si hay campos magnéticos entre ambas, de cierta intensidad. Pero GRAVITACIONALMENTE van a seguir ligadas mientras existan (al menos, a falta de un gran impacto o de que el Sol engulla el sistema Tierra-Luna cuando se convierta en gigante roja).

      1. Perdón, metí la pata con mi definición de «diamagnetismo». Sobra la «a» al principio y no es que no se le pueda inducir un campo magnético, sino que los repelen (como el cobre, por ejemplo, aunque muy débilmente).

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