Hace cincuenta años, la NASA y el programa espacial soviético llevaron a cabo las primeras misiones de retorno de muestras desde la Luna. Esto incluía rocas lunares traídas a la Tierra por los astronautas del Apolo y aquellas obtenidas por misiones robóticas que formaban parte del Programa Luna soviético. El análisis de estas rocas reveló mucho sobre la composición, formación e historia geológica de la Luna. En particular, los científicos concluyeron que las rocas se formaron a partir de erupciones volcánicas hace más de 3 mil millones de años.
En los últimos años, ha habido un resurgimiento de la exploración lunar a medida que la NASA y otras agencias espaciales han enviado misiones robóticas a la Luna (en preparación para misiones tripuladas). Por ejemplo, China ha enviado múltiples orbitadores, módulos de aterrizaje y rovers a la Luna como parte del programa Chang’e, incluidas misiones de devolución de muestras.
Un nuevo estudio dirigido por científicos planetarios de la Academia de Ciencias de China (CAS) analizó muestras obtenidas por el rover Chang’e-5 que datan de hace 2 mil millones de años. Su investigación podría proporcionar información valiosa sobre cómo el vulcanismo joven dio forma a la superficie lunar.
La investigación fue realizada por un equipo del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China (IGGCAS), dirigido por Su Bin, Yuan Jiangyan y Chen Yi, miembros del Laboratorio IGGCAS de Evolución LItosférica y Física Planetaria y de la Tierra. A ellos se unieron investigadores del Instituto de Ciencias Planetarias y Lunares (LPSI) de la Universidad de Nanjing y el Centro CAS para la Excelencia en Planetología Comparada. Un artículo que describe sus hallazgos apareció en la revista Science Advances el 21 de octubre.
Con base en muestras devueltas de las misiones Apolo y Luna, los científicos teorizaron que la Luna ha estado geológicamente muerta durante los últimos 3 mil millones de años. Sin embargo, las nuevas muestras de roca lunar obtenidas por la misión Chang’e-5 (y devueltas a la Tierra en 2021) tenían solo 2 mil millones de años, lo que indica que la actividad volcánica ocurrió al menos mil millones de años más de lo esperado.
Como un pequeño cuerpo rocoso, el calor que alimentó el vulcanismo en la Luna debería haberse perdido mucho antes de que ocurrieran estas erupciones. Previamente, los científicos especularon que el vulcanismo en etapa tardía podría haber sido impulsado por un contenido elevado de agua o la descomposición de elementos radiactivos en el manto lunar. Sin embargo, los numerosos análisis realizados en las muestras obtenidas por el rover Chang’e-5 han descartado este consenso.
Según su análisis, los investigadores de CAS descubrieron que los minerales con puntos de fusión bajos en el manto podrían haber permitido la compresión, lo que llevó a un vulcanismo joven. El profesor Chen explicó en una declaración reciente de CAS:
“El derretimiento reciente del manto lunar se puede lograr elevando la temperatura o bajando el punto de fusión”, dijo. “Para comprender mejor este problema, debemos estimar la temperatura y la presión en las que se creó el vulcanismo joven”.
Para su análisis, el equipo de CAS realizó una serie de simulaciones de cristalización fraccionada y fusión del manto lunar que compararon 27 clastos de basalto obtenidos por la misión Chang’e-5 con los devueltos por las misiones Apolo. Descubrieron que las muestras de magma joven tenían concentraciones más altas de óxido de calcio y óxido de titanio que las muestras de magma Apolo más antiguas.
La presencia de estos minerales, que se derriten más fácilmente que los minerales anteriores acumulados en el manto lunar, significa que el vulcanismo habría sido impulsado por la gravedad y habría causado que el material del manto se volcara. Su análisis reveló que la compresión del manto podría haber ocurrido a profundidades similares pero bajo temperaturas más frías que aún habrían producido volcanes.
Esta investigación no es diferente a lo que los científicos planetarios han aprendido sobre Marte en los últimos años. Hace miles de millones de años, el planeta rojo tuvo miles de erupciones en su superficie, algunas de las cuales resultaron en los volcanes más grandes del Sistema Solar (como el Olympus Mons).
Los científicos sospecharon que Marte quedó geológicamente muerto a medida que su interior se enfriaba. Pero hallazgos recientes indican que aún puede experimentar una actividad volcánica limitada.
Este estudio presenta la primera explicación viable para el vulcanismo joven en la Luna que es compatible con las muestras devueltas por el rover Chang’e-5. Este estudio podría informar futuros estudios planetarios sobre la evolución térmica y geológica de la Luna. Como indicó el Dr. Su:
“Este es un resultado fascinante, que indica una contribución significativa de la acumulación oceánica de magma lunar en etapa tardía a la formación volcánica Chang’e-5. Descubrimos que el magma Chang’e-5 se produjo a profundidades similares pero 80°C más frío que magmas más antiguos de Apolo. Eso significa que el manto lunar experimentó un enfriamiento lento y sostenido de 80°C desde hace unos 3.000 millones de años hasta hace 2.000 millones de años”.
Fuente: Universe Today.
