Por: Advik D. Vira y Emily First
La Tierra y la Luna pueden tener un aspecto muy diferente hoy en día, pero se formaron en condiciones similares en el espacio. De hecho, una hipótesis predominante sostiene que la Tierra primitiva fue impactada por un objeto del tamaño de Marte, y que fue este impacto gigante el que desprendió material para formar la Luna.
Pero a diferencia de la Tierra, la Luna carece de tectónica de placas y de una atmósfera capaz de remodelar su superficie y reciclar elementos como el oxígeno a lo largo de miles de millones de años. Como resultado, la Luna conserva un registro de las condiciones geológicas que contribuyeron a su formación y puede proporcionar a los científicos información valiosa sobre el mundo en el que vivimos hoy.
Las rocas que se formaron durante la actividad volcánica primitiva en la Luna ofrecen una ventana a los acontecimientos que ocurrieron hace casi 4 mil millones de años. Al descubrir las condiciones en las que se formaron las rocas de la Luna, los científicos se acercan a comprender los orígenes de nuestro propio planeta.
En un estudio publicado en marzo de 2026 en la revista Nature Communications, nuestro equipo de físicos y geocientíficos investigó la ilmenita, un mineral compuesto de hierro, titanio y oxígeno, en una roca lunar cristalizada a partir de un antiguo magma lunar. Utilizamos microscopía electrónica de vanguardia para analizar la composición química del titanio en esta ilmenita, y descubrimos que aproximadamente el 15% del titanio tiene una carga eléctrica menor de la esperada.
Implicaciones del titanio trivalente
En la ilmenita, un átomo de titanio normalmente pierde cuatro electrones al unirse con el oxígeno, lo que da como resultado una carga positiva de 4+, conocida como el número de oxidación del átomo. A partir de la muestra que estudiamos, una roca recogida durante la misión Apolo 17, descubrimos que parte del titanio de la ilmenita tiene en realidad una carga de solo 3+, lo que se conoce como titanio trivalente.
Nuestra medición de titanio trivalente confirma lo que los geólogos sospechaban desde hace tiempo: que parte del titanio presente en la ilmenita lunar existe en un estado de carga inferior.
El titanio trivalente solo se presenta cuando la cantidad de oxígeno disponible para las reacciones químicas es baja. Por lo tanto, la abundancia de titanio trivalente en la ilmenita podría informarnos sobre la disponibilidad relativa de oxígeno en el interior de la Luna cuando se formó la roca, hace aproximadamente 3800 millones de años.
Un vínculo con la química primitiva de la Luna
Hasta el momento, nuestro equipo solo ha estudiado detenidamente una roca lunar, pero a partir de estudios publicados hemos identificado más de 500 análisis de ilmenita lunar que podrían contener titanio trivalente. El estudio de estas muestras podría revelar nuevos detalles sobre cómo varía la composición química de la Luna en diferentes lugares y períodos de tiempo.
Si bien nuestro trabajo pone de relieve una relación basada en estudios previos, la relación entre el titanio trivalente en la ilmenita y la disponibilidad de oxígeno aún no se ha cuantificado con datos experimentales específicos. Mediante experimentos que exploren esta relación, la ilmenita podría revelar más detalles sobre el interior de la Luna. También esperamos que esta relación se aplique a otros planetas y asteroides que, en comparación con la Tierra, no contienen mucho oxígeno químicamente disponible.
¿Qué sigue?
Estos métodos pueden utilizarse para estudiar numerosas rocas lunares recogidas durante las misiones Apolo hace más de 50 años, así como futuras muestras de las próximas misiones Artemis o rocas recogidas de la cara oculta de la Luna, que serán traídas de vuelta en 2024 por la misión china Chang’e-6. Uno de los miembros de nuestro equipo planea usar su nuevo laboratorio experimental para investigar cómo la disponibilidad de oxígeno en el magma afecta la abundancia de titanio trivalente en la ilmenita. Con experimentos como este, que se basan en nuestros hallazgos, podríamos usar la ilmenita para reconstruir la historia de los antiguos magmas lunares.
Creemos que los futuros estudios de rocas lunares mediante métodos científicos avanzados son esenciales para revelar las condiciones químicas presentes en la Luna primitiva. Podrían ofrecer pistas no sólo sobre su propia historia, sino también sobre los primeros capítulos del pasado de la Tierra, registros que desde entonces se han borrado de nuestro planeta.
Este artículo es una traducción de otro publicado en The Conversation. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.