La Luna, vista en el espectro visible (izda.), con colores topográficos (rojo es alto y azul bajo), y según los gradientes de gravedad observados por Grail (dcha.). Fuente: NASA/Colorado School of Mines/MIT/JPL/Goddard Space Flight Center.
Nuevos datos obtenidos por la misión Grail, de la NASA, revelan que la región Procellarum en la cara visible de la Luna -una cuenca gigante a menudo conocida como el "hombre de la luna", por su apariencia de una cara humana- probablemente no surgió del impacto de un asteroide masivo, sino a partir de una gran columna de magma procedente del interior profundo de la Luna.
La región Procellarum es un terreno volcánico más o menos circular, de unos 1.800 kilómetros de diámetro -casi tan ancho como Estados Unidos-. Una hipótesis sugiere que se formó por un impacto masivo, en cuyo caso habría sido la mayor cuenca de impacto de la Luna. Colisiones posteriores de asteroides sobreimpresionaron la región con otras cuencas más pequeñas -aunque seguían siendo grandes-.
Ahora, investigadores del MIT (Massachussets Institute of Technology, Boston, EE.UU.), la Escuela de Minas de Colorado, y otras instituciones, han creado un mapa de alta resolución del Procellarum, y han descubierto que su borde no es circular, sino poligonal, compuesto por ángulos agudos que no podrían haber sido creados por un asteroide masivo. En su lugar, los investigadores creen que el contorno angular fue producido por grietas gigantes en la corteza de la Luna producidas al enfriarse el terreno alrededor de un penacho de material caliente que afloró desde el interior profundo del satélite.
Maria Zuber, profesora de Geofísica y también vicepresidenta de investigación del MIT, dice en la información de MIT News que a medida que se produjeron grietas, formaron un "sistema de tuberías" en la corteza de la Luna a través del cual el magma pudo serpentear hacia la superficie.
El magma acabó llenando las cuencas más pequeñas de la región, creando lo que vemos hoy en día como puntos oscuros en la cara visible de la Luna, características que han inspirado la idea del "hombre de la luna." Zuber y sus colegas publican sus resultados esta semana en la revista Nature.
Los cálculos
El equipo cartografió la región Procellarum utilizando datos obtenidos por Grail -sondas gemelas que orbitaron la Luna de enero a diciembre de 2012-. Los investigadores midieron la distancia entre las sondas mientras se perseguían entre sí alrededor de la Luna.
Cuando una de las sondas pasaba sobre una región de menor densidad, se desaceleraba brevemente, capturada por la atracción gravitatoria de esa región. Las sondas se movían por tanto en forma de acordeón, acercándose o alejándose según la densidad de la superficie.
Utilizando la distancia variable entre las sondas, Zuber y su equipo determinaron la fuerza de la gravedad sobre la superficie de la Luna, creando un mapa muy detallado, que utilizaron para determinar los lugares donde la corteza lunar se espesa y se adelgaza.
A partir de este mapeo, los investigadores observaron que la orilla de la región Procellarum se componía de bordes que colindaban en ángulos de 120 grados. Dado que los impactos de asteroides tienden a producir cráteres circulares o elípticos, Zuber dice que la forma angular de Procellarum no podría haber sido causada por un impacto.
En cambio, el equipo exploró un escenario alternativo: Algún tiempo después de que la Luna se formara formó y enfriara, un gran penacho de material fundido se levantó desde el interior de la Luna, alrededor de donde está hoy la región Procellarum. La diferencia pronunciada de temperatura entre el penacho de magma y la corteza que lo rodeaba causó que la superficie se contrajera con el tiempo, creando un patrón de fracturas que sirvió de conducto para que el material fundido llegara a la superficie.
La región Procellarum es un terreno volcánico más o menos circular, de unos 1.800 kilómetros de diámetro -casi tan ancho como Estados Unidos-. Una hipótesis sugiere que se formó por un impacto masivo, en cuyo caso habría sido la mayor cuenca de impacto de la Luna. Colisiones posteriores de asteroides sobreimpresionaron la región con otras cuencas más pequeñas -aunque seguían siendo grandes-.
Ahora, investigadores del MIT (Massachussets Institute of Technology, Boston, EE.UU.), la Escuela de Minas de Colorado, y otras instituciones, han creado un mapa de alta resolución del Procellarum, y han descubierto que su borde no es circular, sino poligonal, compuesto por ángulos agudos que no podrían haber sido creados por un asteroide masivo. En su lugar, los investigadores creen que el contorno angular fue producido por grietas gigantes en la corteza de la Luna producidas al enfriarse el terreno alrededor de un penacho de material caliente que afloró desde el interior profundo del satélite.
Maria Zuber, profesora de Geofísica y también vicepresidenta de investigación del MIT, dice en la información de MIT News que a medida que se produjeron grietas, formaron un "sistema de tuberías" en la corteza de la Luna a través del cual el magma pudo serpentear hacia la superficie.
El magma acabó llenando las cuencas más pequeñas de la región, creando lo que vemos hoy en día como puntos oscuros en la cara visible de la Luna, características que han inspirado la idea del "hombre de la luna." Zuber y sus colegas publican sus resultados esta semana en la revista Nature.
Los cálculos
El equipo cartografió la región Procellarum utilizando datos obtenidos por Grail -sondas gemelas que orbitaron la Luna de enero a diciembre de 2012-. Los investigadores midieron la distancia entre las sondas mientras se perseguían entre sí alrededor de la Luna.
Cuando una de las sondas pasaba sobre una región de menor densidad, se desaceleraba brevemente, capturada por la atracción gravitatoria de esa región. Las sondas se movían por tanto en forma de acordeón, acercándose o alejándose según la densidad de la superficie.
Utilizando la distancia variable entre las sondas, Zuber y su equipo determinaron la fuerza de la gravedad sobre la superficie de la Luna, creando un mapa muy detallado, que utilizaron para determinar los lugares donde la corteza lunar se espesa y se adelgaza.
A partir de este mapeo, los investigadores observaron que la orilla de la región Procellarum se componía de bordes que colindaban en ángulos de 120 grados. Dado que los impactos de asteroides tienden a producir cráteres circulares o elípticos, Zuber dice que la forma angular de Procellarum no podría haber sido causada por un impacto.
En cambio, el equipo exploró un escenario alternativo: Algún tiempo después de que la Luna se formara formó y enfriara, un gran penacho de material fundido se levantó desde el interior de la Luna, alrededor de donde está hoy la región Procellarum. La diferencia pronunciada de temperatura entre el penacho de magma y la corteza que lo rodeaba causó que la superficie se contrajera con el tiempo, creando un patrón de fracturas que sirvió de conducto para que el material fundido llegara a la superficie.
Demostración
Para probar la hipótesis, los investigadores modelaron la señal gravitacional de la región en el caso de que tuviera intrusiones volcánicas: magma que se filtraba hasta justo por debajo de la superficie de la Luna y, con el tiempo, se enfriaba y cristalizaba. La simulación resultante coincide con la señal de gravedad registrada por Grail, apoyando la idea de que Procellarum fue causado por un penacho de magma, y no un asteroide.
"Cómo se levantó tal penacho sigue siendo un misterio", reconoce Zuber. "Pudo ser debido a la desintegración radiactiva de los elementos que producen calor en el interior profundo. O, posiblemente, un impacto grande muy temprano provocó el penacho. Pero en este último caso, todas las pruebas de tal impacto han sido borradas completamente. Las personas que pensaban que todo el vulcanismo tuvo que ver con un gran impacto deben pensar un poco más sobre el tema".
En última instancia, lo que demuestra que la Luna pudo haber albergado un antiguo penacho puede requerir una nueva misión lunar, que involucre una red geofísica de larga duración que haga seguimiento de las señales sísmicas y de calor procedentes del interior profundo, según Clive Neal, profesor de la Universidad de Notre Dame (Indiana, EE.UU.).
"Se trata de tratar de comprender la naturaleza del interior, y cómo de extensa fue esa concentración de elementos que producen calor y que habrían causado que una columna ascendiera a la superficie", explica Neal, que no participó en la investigación. "Grail ha sido una misión fantástica, y estos datos serán utilizados continuamente y reinterpretados a medida que obtengamos más datos de la Luna".
Para probar la hipótesis, los investigadores modelaron la señal gravitacional de la región en el caso de que tuviera intrusiones volcánicas: magma que se filtraba hasta justo por debajo de la superficie de la Luna y, con el tiempo, se enfriaba y cristalizaba. La simulación resultante coincide con la señal de gravedad registrada por Grail, apoyando la idea de que Procellarum fue causado por un penacho de magma, y no un asteroide.
"Cómo se levantó tal penacho sigue siendo un misterio", reconoce Zuber. "Pudo ser debido a la desintegración radiactiva de los elementos que producen calor en el interior profundo. O, posiblemente, un impacto grande muy temprano provocó el penacho. Pero en este último caso, todas las pruebas de tal impacto han sido borradas completamente. Las personas que pensaban que todo el vulcanismo tuvo que ver con un gran impacto deben pensar un poco más sobre el tema".
En última instancia, lo que demuestra que la Luna pudo haber albergado un antiguo penacho puede requerir una nueva misión lunar, que involucre una red geofísica de larga duración que haga seguimiento de las señales sísmicas y de calor procedentes del interior profundo, según Clive Neal, profesor de la Universidad de Notre Dame (Indiana, EE.UU.).
"Se trata de tratar de comprender la naturaleza del interior, y cómo de extensa fue esa concentración de elementos que producen calor y que habrían causado que una columna ascendiera a la superficie", explica Neal, que no participó en la investigación. "Grail ha sido una misión fantástica, y estos datos serán utilizados continuamente y reinterpretados a medida que obtengamos más datos de la Luna".
Referencia bibliográfica:
Jeffrey C. Andrews-Hanna, Jonathan Besserer, James W. Head III, Carly J. A. Howett, Walter S. Kiefer, Paul J. Lucey, Patrick J. McGovern, H. Jay Melosh, Gregory A. Neumann, Roger J. Phillips, Paul M. Schenk, David E. Smith, Sean C. Solomon, Maria T. Zuber: Structure and evolution of the lunar Procellarum region as revealed by GRAIL gravity data. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13697
Jeffrey C. Andrews-Hanna, Jonathan Besserer, James W. Head III, Carly J. A. Howett, Walter S. Kiefer, Paul J. Lucey, Patrick J. McGovern, H. Jay Melosh, Gregory A. Neumann, Roger J. Phillips, Paul M. Schenk, David E. Smith, Sean C. Solomon, Maria T. Zuber: Structure and evolution of the lunar Procellarum region as revealed by GRAIL gravity data. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13697