Los gases atrapados en los meteoritos lunares insinúan que nuestro satélite natural se formó a partir de material desplazado de la Tierra después de una colisión planetaria
Son 384.000 kilómetros los que nos separan de la Luna. Esa distancia que crea la fascinación que tenemos con nuestro satélite natural crece día a día, a tal punto que siguen avanzando los planes para regresar en 2025 con una misión tripulada y a fin de mes se probará el nuevo cohete de la NASA para volver a llegar ahí.
También la fascinación se sostiene en los estudios científicos que buscan en forma permanente conocer su historia y cómo nació. En una investigación publicada estos días por geoquímicos, cosmoquímicos y petrólogos del Instituto Federal Suizo de Tecnología (ETH) en Zúrich, arrojan nueva luz sobre el origen de la Luna, al demostrar que heredó gases nobles de helio y neón autóctonos del manto terrestre. El descubrimiento, publicado en Science Advances, se suma a la teoría del “impacto gigante”, actualmente favorecida, que plantean la hipótesis de que la Luna se formó por una colisión masiva entre la Tierra y otro cuerpo celeste.
Durante su investigación doctoral en el ETH de Zúrich, Patrizia Will analizó 6 muestras de meteoritos lunares procedentes de una colección antártica, obtenida de la NASA en la década del 2000. Los meteoritos son rocas basálticas que se formaron cuando el magma brotó del interior de la Luna y se enfrió rápidamente. Tras su formación, quedaron cubiertos por capas adicionales de basalto, que protegieron la roca de los rayos cósmicos y, sobre todo, del viento solar. El proceso de enfriamiento dio lugar a la formación de partículas de vidrio lunar entre los demás minerales que se encuentran en el magma.
El descubrimiento, publicado en Science Advances, se suma a la teoría del “impacto gigante”, actualmente favorecidaWill y su equipo descubrieron que las partículas de vidrio conservan las huellas químicas (firmas isotópicas) de los gases solares: helio y neón del interior de la Luna. Sus hallazgos apoyan firmemente que la Luna heredó los gases nobles autóctonos de la Tierra. “Encontrar gases solares, por primera vez, en materiales basálticos de la Luna que no están relacionados con ninguna exposición en la superficie lunar fue un resultado muy emocionante”, precisó Will en un comunicado. Sin la protección de una atmósfera, los asteroides golpean continuamente la superficie de la Luna. Probablemente fue necesario un impacto de alta energía para expulsar los meteoritos de las capas intermedias del flujo de lava similar a las vastas llanuras conocidas como Mare Lunar. Finalmente, los fragmentos de roca llegaron a la Tierra en forma de meteoritos.
Muchas de estas muestras de meteoritos se recogen en los desiertos del norte de África o, en este caso, en el “desierto frío” de la Antártida, donde son más fáciles de detectar en el paisaje.
En el Laboratorio de Gases Nobles del ETH de Zúrich se encuentra un espectrómetro de masas de gases nobles de última generación llamado ‘Tom Dooley’, del que se habla en la canción del grupo Grateful Dead del mismo nombre. El instrumento debe su nombre a que los primeros investigadores suspendieron el equipo de alta sensibilidad del techo del laboratorio para evitar las interferencias de las vibraciones de la vida cotidiana. Con el instrumento Tom Dooley, el equipo de investigación pudo medir las partículas de vidrio submilimétricas de los meteoritos y descartar el viento solar como fuente de los gases detectados. El helio y el neón que detectaron eran mucho más abundantes de lo esperado. El Tom Dooley es tan sensible que, de hecho, es el único instrumento del mundo capaz de detectar concentraciones tan mínimas de helio y neón. Se utilizó para detectar estos gases nobles en los granos del meteorito Murchison, de 7.000 millones de años de antigüedad, la materia sólida más antigua conocida hasta la fecha.
El equipo científico analizó 6 muestras de meteoritos lunares procedentes de una colección antártica, obtenida de la NASA en la década del 2000 (REUTERS/Dado Ruvic)Saber dónde buscar dentro de la vasta colección de la NASA, compuesta por unos 70.000 meteoritos homologados, representa un gran paso adelante. “Estoy firmemente convencido de que se producirá una carrera para estudiar los gases nobles pesados y los isótopos en los materiales meteoríticos”, afirmó el profesor del ETH de Zúrich Henner Busemann, uno de los principales científicos del mundo en el campo de la geoquímica de los gases nobles extraterrestres. Este experto anticipa que pronto los investigadores buscarán gases nobles como el xenón y el criptón, que son más difíciles de identificar, así como otros elementos volátiles como el hidrógeno o los halógenos en los meteoritos lunares.
“Aunque estos gases no son necesarios para la vida, sería interesante saber cómo algunos de estos gases nobles sobrevivieron a la brutal y violenta formación de la Luna -subrayó Busemann-. Este conocimiento podría ayudar a los científicos de la geoquímica y la geofísica a crear nuevos modelos que muestren de forma más general cómo estos elementos más volátiles pueden sobrevivir a la formación de los planetas, en nuestro sistema solar y más allá”.
Las rocas lunares muestran una sorprendente similitud con las rocas de la Tierra, lo que sugiere un origen común. Sin embargo, existen diferencias clave: las rocas lunares tienen una versión más ligera de cloro, por ejemplo, lo que apunta a un evento dramático temprano en la historia de nuestros dos mundos que separó algo de material.
El helio y el neón que detectaron en los meteoritos lunares eran mucho más abundantes de lo esperado (REUTERS/Dylan Martinez)La mayoría de los científicos ahora están de acuerdo en que este evento fue una colisión gigantesca. “Estamos bastante convencidos de la hipótesis del impacto gigante”, dijo Sujoy Mukhopadhyay, geoquímico de la Universidad de California, Davis, que no participó en el estudio de Will. “Esa sigue siendo la mejor hipótesis sobre la mesa”. El siguiente paso es entender cómo la Tierra obtuvo sus gases nobles. Hay dos posibilidades principales: que fueron entregados en cometas y asteroides que chocaron contra nuestro protoplaneta, o que la Tierra los absorbió literalmente en su atmósfera desde la nebulosa de gas y polvo que rodeaba a nuestro joven sol. Para averiguarlo, los científicos quieren buscar más gases nobles, a saber, criptón y xenón, en los meteoritos lunares.
“Encontramos criptón y xenón en otros meteoritos que se han estrellado contra nuestro planeta: pedazos de asteroides que pueden haber sido los componentes básicos de planetas como la Tierra. Si también podemos encontrar esos gases en los meteoritos lunares, podemos comparar sus composiciones y ver la correspondencia”, indicó Ray Burgess, geoquímico de la Universidad de Manchester y revisor del estudio de Will. La razón para mirar meteoritos lunares, y no solo rocas aquí en la Tierra, es que ofrecen un mejor registro de la historia temprana del sistema solar.
Si el criptón y el xenón que se encuentran en los meteoritos lunares son similares a los que se encuentran en los meteoritos de otros lugares, respaldaría la teoría de que nuestros gases nobles se originaron a partir de asteroides y cometas; si no, apoyaría la idea de la nebulosa. Por otro lado, si no encontramos criptón o xenón, sería un “interesante rompecabezas que tendríamos que resolver”, concluyó Burgess. Encontrar gases nobles en la luna también puede informarnos sobre su contenido de agua. Si el hidrógeno y el neón lograron sobrevivir a su formación turbulenta, entonces el agua también podría haberlo hecho en el interior de la luna, algo de lo que hemos visto evidencia, como con el agua congelada como hielo en los polos de la Luna.
