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Un estudio sugiere que la Luna se formó a partir de los escombros gaseosos de la colisión entre una joven Tierra y un planeta del tamaño de Marte

 

Un nuevo análisis de las rocas de la Tierra y la Luna parece desterrar una teoría previa predominante acerca de cómo se formó la Luna.

 

Desde 1970 los científicos han propuesto que la Luna se formó hace miles de millones de años cuando un cuerpo planetario del tamaño de Marte, apodado Tea, chocó con una muy joven Tierra. Su idea original, denominada la teoría del gran impacto, sostenía que la Luna solidificó a partir de los restos fundidos de Tea. La teoría se revisó más tarde para sugerir que la Luna se formó por la fusión de escombros fundidos y de una gruesa atmósfera de silicatos lanzados por la colisión.

 

Sin embargo, Kun Wang, de la Universidad de Washington en San Luis (Misuri, EEUU), y Stein B. Jacobsen, de la Universidad de Harvard (Massachusetts, EEUU), han encontrado pequeñas diferencias en las abundancias de los isótopos de potasio entre rocas de la Tierra y de la Luna (Nature 2016, DOI: 10.1038/nature19341). Este descubrimiento estaría de acuerdo con una teoría del origen de la Luna propuesta recientemente. En ella se sugiere que un choque extremadamente violento vaporizó e incluso mezcló el manto de la Tierra y todo Tea para formar la Luna.

 

La premisa general de la teoría del gran impacto todavía goza del favor de los científicos. Pero durante estas últimas décadas, según aumenta la sensibilidad de las medidas de isótopos, está haciéndose visible que esta hipótesis tiene algunos defectos. Por ejemplo, en 2001, un equipo de científicos encontró que las abundancias de los tres isótopos del oxígeno eran las mismas en las rocas de la Tierra y en las de la Luna, lo que sugería que la Luna se formó principalmente a partir del manto de la Tierra, no del de Tea.

 

Los científicos tampoco pudieron encontrar diferencias entre la Tierra y la Luna en las abundancias relativas del potasio, un elemento ubicuo semivolátil.

 

Para resolver estas inconsistencias, los teóricos propusieron como escenario una colisión de baja energía, en el cual el impacto Tierra-Tea lanzó una atmósfera de silicatos, permitiendo a los elementos de ambos cuerpos mezclarse uniformemente antes de que se formara la Luna.

 

Pero Wang sostiene que este proceso de mezcla habría sido demasiado lento como para ocurrir antes de que el polvo se asentara otra vez en la Tierra.

 

Utilizando un nuevo método de alta precisión para el análisis de isótopos de potasio, recientemente desarrollado, Wang y Jacobsen encontraron que siete muestras lunares traídas por las misiones Apolo eran más ricas en isótopos pesados de potasio que muestras terrestres.

 

Aunque las idénticas relaciones isotópicas de otros elementos, como el oxígeno, no dejan lugar a dudas de que la Tierra y Tea se mezclaron durante la colisión, las sutiles diferencias en los isótopos de potasio son claves en el mecanismo por el cual se mezclaron.

 

El único proceso que podría haber creado un fraccionamiento isotópico en el potasio, dicen los autores, es la condensación preferencial de los isótopos más pesados de potasio en la Luna en formación tras un suceso de alta energía.

 

“El hecho de que no hubiera diferencia detectable (en las abundancias isotópicas de potasio) era un rompecabezas”, comenta Sarah T. Stewart, una profesora de la Universidad de California en Davis (California, EEUU), quien, junto a su estudiante de postgrado Simon Lock, propuso el modelo de la colisión violenta. “Ahora que se ha detectado una diferencia, se introduce una fuerte restricción cuantitativa en el posible mecanismo que dio lugar al origen de la Luna.

 

“Parece que este hecho representa un importante nuevo apoyo para el modelo en el cual el impacto que formó la Luna fue un suceso de muy alta energía” añade H. Jay Melosh, un profesor de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias de la Universidad de Purdue (Indiana, EEUU).

 

Asimismo Frédéric Moynier, profesor en el Instituto de Física de la Tierra de París (París, Francia), espera que este trabajo sea un estímulo para futuros estudios de muestras lunares, “ya que un efecto isotópico similar sería esperable para otros elementos volátiles”.

 

Artículo original publicado por Elizabeth K. Wilson en C&EN
Copyright © 2016, por la American Chemical Society. Todos los
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Society.

Traductor

Esteban Urriolabeitia
Web: Unizar
Investigador Científico del CSIC. Química Inorgánica. Universidad de Zaragoza.

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