Caracterizar la solidificación del océano de magma primigenio de la Luna
Es probable que la Luna estuviera cubierta de magma, el cual se enfrió y se cristalizó para convertirse en el material rocoso de hoy en día. En diferentes etapas se formaron diversos minerales y algunos conformaron la corteza de la Luna, lo que explicaría por qué se encontraron varias rocas en la superficie. Ello ofrece pistas sobre la evolución de la Luna, a la vez que ofrece una historia sobre del origen de los planetas en general. No obstante, la modelización carece de las diversas muestras que se necesitan para obtener una mayor precisión. Las misiones soviéticas a la Luna y el programa Apolo únicamente exploraron unos pocos kilómetros cuadrados y los datos de teledetección indican que esas muestras no representan toda la corteza lunar. El proyecto MoonDiff, con el apoyo del programa de Acciones Marie Skłodowska-Curie, rastreó la solidificación del océano de magma de la Luna. «Por primera vez, hemos obtenido un par radiogénico sobre el comportamiento de reparto para los minerales y las condiciones de la temperatura y la presión lunar», afirma el investigador principal Joshua Snape de la Universidad Libre de Ámsterdam, entidad anfitriona del proyecto. Además, los análisis de las nuevas muestras lunares ofrecieron las edades más precisas disponibles de las muestras recopiladas durante las misiones Apolo, así como algunas de las rocas volcánicas lunares más antiguas que conocemos encontradas en meteoritos. Estas muestras han proporcionado una nueva base de datos con las composiciones isotópicas del plomo en rocas lunares volcánicas, complementando así bases de datos previas sobre otros isótopos.
Combinar los análisis de isótopos con nuevas restricciones experimentales
MoonDiff tuvo que averiguar dónde podrían estar los diferentes elementos en el océano de magma lunar. «La Luna ofrece un fantástico laboratorio natural donde se formaron las antiguas rocas de la primera corteza sólida a partir del océano de magma, y han sobrevivido en la superficie», añade Snape. El equipo comparó el análisis isotópico previo con sus propios experimentos. Los isótopos son variantes de un elemento químico. A lo largo del proceso de desintegración radiactiva, los isótopos de un elemento forman los isótopos de otro. Por ejemplo, a lo largo de la cadena de desintegración el uranio se convierte en plomo y así se afirma que los elementos están emparejados. Los investigadores usan este proceso para determinar las edades y los orígenes de las rocas, lo cual orienta la modelización. Los experimentos de MoonDiff fabricaron polvos de óxidos químicos para obtener una composición similar al océano de magma de la Luna. Posteriormente, se añadieron los rastros de los elementos investigados, principalmente: uranio (U), plomo (Pb), rubidio (Rb), estroncio (Sr), samario (Sm), neodimio (Nd), lutecio (Lu) y hafnio (Hf). Después de fundirse en vidrio y posteriormente ser triturado para crear polvo fino, una prensa pistón-cilindro calentó la mezcla entre 1 000 y 1 300 °C y lo comprimió a una presión de entre 1 y 2 GPa (entre 10 000 y 20 000 atmósferas), simulando el interior de la Luna. Ello formó cristales de los mismos minerales que se hubiesen formado en la Luna joven. Se midieron los cristales para diferentes oligoelementos, cuantificando el denominado comportamiento de reparto de la estructura cristalina del mineral. Los resultados se incorporaron en modelos que especificaron las proporciones de diferentes minerales que probablemente se formaron en diferentes etapas de la cristalización del magma. Ello limitó las ratios de elementos emparejados que se hubieran encontrado en diferentes ubicaciones de la Luna. Posteriormente, se compararon con cálculos a partir de mediciones de muestras reales. Aunque se pudieron recrear las mediciones de muestra de las ratios de Rb/Sr y Sm/Nd, las ratios U/Pb siguen siendo más difíciles de reproducir. Las muestras naturales indican que las ratios de U/Pb hubiesen sido mucho más altas que cualquier otra cosa generada de forma experimental o capaz de ajustarse a los últimos modelos. «La Luna podría ser mucho más joven, aproximadamente cuatro mil cuatrocientos millones de años, de lo que se creyó en un principio. O bien, si es más antigua, aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, grandes cantidades de plomo se llevaron al núcleo lunar o se perdieron en el espacio tras un bombardeo de cometas o asteroides», explica Snape. Ahora, el equipo examinará cómo esos bombardeos podrían explicar dichas anomalías.
Palabras clave
MoonDiff, Luna, planetas, Apolo, lunar, elementos, isótopos, magma, espacio, asteroides, cometa, mineral, cristalización