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El origen de la Luna

  |   IES Valle del Saja

La mayoría de los geólogos planetarios creen que la Luna se formó por un gigantesco impacto entre la Tierra y un objeto de tamaño planetario llamado Theia (o Tea) hace unos 4.500 millones de años, cuando la Tierra tenía unos 100 millones de años.

Simulación del choque entre Theia y la Tierra.

Simulación del choque entre Theia y la Tierra.

Ya en 2012 un choque frontal fue propuesto como posible causa del origen de nuestro satélite. En el enlace siguiente se observa una simulación de dicha colisión:

https://www.youtube.com/watch?v=Fwl_JBQtH9o

 

Para confirmar la teoría del choque, los científicos se han centrado en los últimos años en medir diversos isótopos –átomos de un mismo elemento con distinto número de neutrones–, como los del oxígeno, titanio o silicio, en muestras lunares y terrestres.

 

En 2014 un equipo de investigadores alemanes, coordinados por el doctor Daniel Herwartz de la Universidad de Gotinga, obtuvo mediciones de isótopos de oxígeno que proporcionaron las esperadas evidencias de que nuestro satélite se originó por la colisión de Theia contra la Tierra. El trabajo apareció publicado el 5 de junio de 2014 en la revista Science.

 

Para realizar el estudio, en un principio se utilizaron muestras lunares que habían llegado a la Tierra a través de meteoritos, pero como estaban contaminadas por el intercambio de sus isótopos con el agua terrestre, decidieron buscar otras más puras. Estas las proporcionó la NASA a partir de rocas recogidas durante las misiones Apolo 11, 12 y 16, y posteriormente fueron analizadas mediante espectrometría de masas (técnica que permite identificar y medir la abundancia de los isótopos de un elemento, ionizándolos y separándolos en función de la relación carga/masa).

 

En la Tierra, más del 99,9% del oxígeno es el llamado O-16, que recibe este nombre porque contiene ocho protones y ocho neutrones. El mínimo porcentaje restante contiene pequeñas cantidades de isótopos de oxígeno más pesados: el O-17 y el O-18. Todos los planetas de nuestro Sistema Solar tienen una ratio única de uno de estos oxígenos, y cada una de ellas es una huella distintiva en los cuerpos planetarios.

 

El equipo encontró que las muestras lunares analizadas presentaban valores más altos en la relación isotópica entre el oxígeno-17 y el oxígeno-16 respecto a las rocas terrestres. Los resultados de ese estudio sugirieron una mezcla al 50% entre Theia y la Tierra, aunque había que confirmarlo. Se contraponían así los resultados de este equipo alemán a los de la mayoría de modelos hasta el momento que estimaban que nuestro satélite contiene entre un 70% y un 90% de material de Theia, y el resto procede de la antigua Tierra.

 

El pasado 28 de enero, los resultados de una investigación más reciente llevada a cabo por científicos de la Universidad de California en Los Angeles (UCLA ), junto con otros científicos alemanes (Universidad de Bayreuth) y franceses (Universidad de Niza), resultados publicados también en Science, revelaron que, al parecer, no son correctos los hallazgos del equipo liderado por Daniel Herwartz, sino que, por el contrario, no se encuentra diferencia en la composición isotópica del elemento oxígeno en las rocas lunares y terrestres. En este nuevo estudio se han utilizado unas modernas técnicas para hacer mediciones muy precisas de la proporción de oxígeno en la Luna y en la Tierra y se han verificado con un nuevo espectrómetro de masas de la Universidad de California (UCLA).

En palabras de Edward Young, autor principal del nuevo estudio y profesor en UCLA de geoquímica y cosmoquímica: “No vemos ninguna diferencia entre la composición isotópica relativa al oxígeno de la Tierra y de la Luna; son indistinguibles “.

 

Young y otros coautores de la investigación mostrando una muestra de roca lunar.

Young y otros coautores de la investigación mostrando una muestra de roca lunar.

Los investigadores analizaron siete rocas traídas a la Tierra desde la Luna por las misiones Apolo 12, 15 y 17 (la investigación ha sido financiada por la NASA entre otras instituciones), así como seis rocas volcánicas de la capa de la Tierra – cinco de Hawái y otra de Arizona-.

Microfotografía de una de las muestras de roca lunar objeto del estudio.

Microfotografía de una de las muestras de roca lunar objeto del estudio.

Los resultados de los análisis les conducen a concluir: “Theia se mezcló a fondo tanto en la Tierra como en la Luna, y se dispersó uniformemente entre ellas. Esto explica por qué no vemos una firma diferente de Theia en la Luna al compararla con la dejada en la Tierra”. Esto, a su vez, les lleva a teorizar sobre una muy probable colisión frontal entre Theia y la Tierra como justificación de la composición química similar de la Tierra y la Luna. Niegan de este modo la creencia actual de un choque lateral, con un ángulo de unos 45 grados.

 

Según Young, y algunos otros científicos, Theia era un “embrión planetario” aproximadamente del mismo tamaño que la Tierra (otros creen que era más pequeño, tal vez de tamaño similar a Marte) y piensan que no sobrevivió a la colisión (excepto que ahora representa una gran parte de la Tierra y la Luna); estaba creciendo y probablemente se habría convertido en un planeta si no se hubiera producido el accidente.

 

Quizás este artículo sea un buen pretexto para recordaros el Calendario Cósmico del que disponemos en nuestro Departamento, realizado por Lali González en el curso 2013-2014 como trabajo final del máster de formación del profesorado,  y que publicamos hace unos pocos días. En él podéis comprobar que tanto la formación de la Tierra como la de la Luna quedan fechadas el 1 de septiembre al convertir la edad actual del Universo, unos 13800 millones de años, a la escala de un año terrestre. Disponéis de la información aquí:

– Tabla de los hitos principales:

http://www.fqsaja.com/wp-content/uploads/2016/01/Tabla-Hitos-Principales.pdf

– Calendario cósmico:

http://www.fqsaja.com/wp-content/uploads/2016/01/Calendario-Co%CC%81smico.pdf

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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