Vea También
 |
| Obra de arte que muestra las últimas etapas de la formación de la Tierra y de la Luna, llamadas el Bombardeo Pesado Tardío. Foto: Getty Images/ Mark Garlick Science Photo Library |
Científicos de la Universidad de Cambridge y de la Escuela Normal Superior de Lyon han propuesto un nuevo modelo de cristalización en el que los cristales permanecieron suspendidos en el magma líquido durante cientos de millones de años mientras el "fango" lunar se congelaba y solidificaba.
Hace más de cincuenta años, los astronautas del Apolo 11 recogieron muestras de las tierras altas lunares. Estas grandes y pálidas regiones de la Luna -visibles a simple vista- están formadas por rocas relativamente ligeras llamadas anortositas. Las anortositas se formaron al principio de la historia de la Luna, hace entre 4.300 y 4.500 millones de años.
Anortositas similares, formadas por la cristalización del magma, pueden encontrarse en cámaras de magma fosilizadas en la Tierra. Sin embargo, para producir los grandes volúmenes de anortosita encontrados en la Luna habría sido necesario un enorme océano de magma global.
Los científicos creen que la Luna se formó cuando dos protoplanetas, o mundos embrionarios, colisionaron. El mayor de estos dos protoplanetas se convirtió en la Tierra y el más pequeño en la Luna. Uno de los resultados de esta colisión fue que la Luna estaba muy caliente, tanto que todo su manto era magma fundido, o un océano de magma.
"Desde la época del Apolo, se pensaba que la corteza lunar estaba formada por cristales ligeros de anortita que flotaban en la superficie del océano de magma líquido, y que los cristales más pesados se solidificaban en el fondo del océano", explica la coautora Chloé Michaut, de la Escuela Normal Superior de Lyon. "Este modelo de 'flotación' explica cómo pueden haberse formado las tierras altas lunares".
Sin embargo, desde las misiones Apolo, se han analizado muchos meteoritos lunares y se ha estudiado ampliamente la superficie de la Luna. Las anortositas lunares parecen más heterogéneas en su composición que las muestras originales del Apolo, lo que contradice un escenario de flotación en el que el océano líquido es la fuente común de todas las anortositas.
El rango de edades de las anortositas -más de 200 millones de años- es difícil de conciliar con un océano de magma esencialmente líquido cuyo tiempo de solidificación característico se acerca a los 100 millones de años.
"Dado el rango de edades y composiciones de las anortositas en la Luna, y lo que sabemos sobre cómo se asientan los cristales en el magma en solidificación, la corteza lunar debe haberse formado a través de algún otro mecanismo", dijo el coautor, el profesor Jerome Neufeld, del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge.
Michaut y Neufeld desarrollaron un modelo matemático para identificar este mecanismo.
En la baja gravedad lunar, el asentamiento de los cristales es difícil, sobre todo cuando son fuertemente agitados por el océano de magma en convección. Si los cristales permanecen suspendidos como una lechada de cristales, cuando el contenido de cristales de la lechada supera un umbral crítico, la lechada se vuelve espesa y pegajosa, y la deformación es lenta.
Este aumento del contenido de cristales se produce de forma más drástica cerca de la superficie, donde el océano de magma fangoso se enfría, lo que da lugar a un interior fangoso caliente y bien mezclado y a una "tapa" lunar de movimiento lento y rica en cristales.
Creemos que es en esta "tapa" estancada donde se formó la corteza lunar, a medida que el fundido ligero y rico en anortita se filtró desde la lechada cristalina convectiva de abajo", dijo Neufeld. "Sugerimos que el enfriamiento del primitivo océano de magma impulsó una convección tan vigorosa que los cristales permanecieron suspendidos como una lechada, de forma muy parecida a los cristales de una máquina de granizados".
Las rocas enriquecidas de la superficie lunar probablemente se formaron en cámaras de magma dentro de la tapa, lo que explica su diversidad. Los resultados sugieren que la escala temporal de la formación de la corteza lunar es de varios cientos de millones de años, lo que se corresponde con las edades observadas de los anortositos lunares.
El magmatismo en serie se propuso inicialmente como un posible mecanismo para la formación de las anortositas lunares, pero el modelo de las fangolitas acaba por conciliar esta idea con la de un océano de magma lunar global.
Chloé Michaut and Jerome A. Neufeld. ‘Formation of the lunar primary crust from a long-lived slushy magma ocean.’ Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2021GL095408