Científicos resuelven el enigma de las dos caras de la Luna con muestras del lado oculto

Científicos de la Universidad de Nanjing han hecho un descubrimiento que podría resolver el enigma de por qué las dos caras de la Luna son tan distintas. El equipo, liderado por el profesor Hejiu Hui, analizó rocas lunares recolectadas por la misión Chang'e-6 y encontró evidencia que sugiere que grandes movimientos de magma moldearon la superficie lunar hace miles de millones de años.

Los investigadores examinaron la composición química de tres tipos de rocas lunares: anortositas, rocas de la suite Mg y basaltos de mare. Compararon estas muestras del lado lejano de la Luna con material recolectado del lado cercano durante las misiones Apollo y Chang'e-5. Los resultados indicaron que las diferencias en la Luna surgieron a partir de una circulación térmica a gran escala dentro del antiguo océano de magma lunar, después de que la Luna se volvió bloqueada por la gravedad de la Tierra.

Las diferencias entre las dos caras de la Luna

La cara de la Luna que mira hacia la Tierra presenta vastas llanuras de basalto volcánico oscuro y concentraciones relativamente altas de elementos como potasio, tierras raras y fósforo (KREEP). En contraste, el lado oculto está dominado por antiguas tierras altas llenas de cráteres y una corteza mucho más gruesa, con pocas llanuras volcánicas. Durante décadas, los científicos han debatido sobre el origen de esta estructura desigual, proponiendo explicaciones como diferencias en la circulación del océano de magma original, una colisión masiva, y el calentamiento causado por las mareas gravitacionales.

A pesar de las múltiples teorías, ninguna ha logrado consenso universal. Además, una pregunta crucial ha permanecido sin respuesta: ¿existen diferencias similares en el manto lunar, más allá de las visibles en la corteza?

Muestras de Chang'e-6 revelan similitudes sorprendentes

La misión Chang'e-6, que regresó en 2024 con muestras del lado oculto, permitió a los científicos comparar rocas de ambos hemisferios por primera vez. El análisis reveló una similitud importante bajo las superficies contrastantes de la Luna. Los basaltos del lado lejano muestran firmas químicas que indican que se originaron en material del manto empobrecido, similar a los basaltos de bajo contenido de titanio traídos por los astronautas del Apollo.

Los investigadores también encontraron apoyo adicional en las rocas de la suite Mg. Estas se forman a través de interacciones entre la corteza y el manto, cuando porciones del material acumulado del manto se funden parcialmente. Dado que las muestras de la suite Mg de Chang'e-6 y Apollo tienen valores similares de Mg#, los investigadores concluyeron que los cumulus del manto debajo de ambos lados de la Luna comparten características químicas similares.

La corteza lunar cuenta una historia diferente

Mientras que el manto parece relativamente uniforme en composición, la corteza lunar muestra un contraste más pronunciado. Las muestras de anortosita devueltas por Chang'e-6 tienen valores de Mg# más altos que las muestras comparables de Apollo, lo que indica que la corteza del lado lejano contiene más material rico en magnesio.

Los investigadores también identificaron diferencias químicas importantes en las rocas de la suite Mg. Las muestras de Chang'e-6 contienen concentraciones extremadamente bajas de elementos de tierras raras y tienen menores razones de torio a samario (Th/Sm) en comparación con sus contrapartes de Apollo. Estas diferencias sugieren que los magmas de la suite Mg se formaron en el lado lejano sin una participación sustancial de material rico en KREEP.

Cómo la gravedad de la Tierra pudo haber moldeado la Luna

Combinando estos hallazgos, los investigadores desarrollaron un modelo que podría explicar cómo la Luna adquirió sus dos caras tan diferentes. Según su escenario propuesto, el océano de magma temprano de la Luna se enfrió y cristalizó de manera relativamente uniforme, produciendo los primeros cumulus del manto y la corteza anortosítica antes de que la Luna se bloqueara en su órbita con la Tierra.

Una vez que la Luna se estabilizó en una órbita que mantuvo el mismo hemisferio mirando hacia nuestro planeta, las fuerzas de marea gravitacional generaron más calor en el lado cercano que en el lejano. Este calentamiento desigual creó una diferencia de temperatura en el interior fundido de la Luna, desencadenando una circulación horizontal a gran escala. El magma caliente se movió del lado cercano hacia el lado lejano, transportando material anortosítico rico en magnesio previamente formado.

A lo largo del tiempo, este movimiento acumuló más material cortical en el lado lejano, ayudando a explicar por qué ese hemisferio desarrolló una corteza más gruesa y rica en magnesio. Al mismo tiempo, el material fundido restante fluyó preferentemente hacia el lado cercano, dejando al lado lejano con capas relativamente delgadas enriquecidas en KREEP y cumulus de ilmenita.

Este modelo de circulación de magma impulsada por el calor proporciona una posible explicación de por qué la Luna tiene un manto químicamente similar, pero composiciones de corteza tan diferentes. Al conectar las muestras recién analizadas de Chang'e-6 con la historia térmica temprana de la Luna, los hallazgos ofrecen nuevas perspectivas sobre los procesos que dieron forma al vecino celeste más cercano a la Tierra.