¿Un gran impacto remezcló el interior de la Luna?

Cuando la Luna se formó a partir de los restos de un impacto al principio de la historia del Sistema Solar, se cree que el flujo constante de impactos orbitales formó un océano de magma, dejando el cuerpo en estado líquido. Esto debería haber permitido que sus componentes se mezclaran uniformemente, creando un cuerpo más o menos uniforme. Pero con el inicio de la exploración espacial, por fin pudimos echar un buen vistazo a la cara oculta de la Luna.

Resultó tener un aspecto bastante diferente del lado que conocíamos, con muy poca presencia de las regiones oscuras, llamadas mare, que dominan el lado que mira a la Tierra. Estas diferencias también se reflejan en la composición química de las rocas de las distintas caras. Si toda la Luna fue una vez una mancha de magma bien mezclada, ¿cómo terminó con una diferencia tan importante entre dos de sus caras? Un nuevo estudio relaciona esta diferencia con el mayor cráter de impacto de la Luna.

Un gran choque

La cuenca del Polo Sur-Aitken es uno de los mayores cráteres de impacto del Sistema Solar, pero, de nuevo, no nos dimos cuenta de que estaba ahí hasta que pusimos una nave en órbita alrededor de la Luna. Todo lo que podemos ver desde la Tierra son algunas de las crestas que forman parte de la pared exterior del cráter. La mayor parte de los 2.500 kilómetros del cráter en sí se extienden hacia el lado lejano de la Luna.

Claramente, el cráter se formó después del período del océano de magma, basándose en el hecho de que sus características se solidificaron después del impacto. Pero también es muy antiguo, y podría haberse formado antes de muchas de las características volcánicas que podemos ver en el lado cercano. Curiosamente, la mayor concentración de mares volcánicos se encuentra en el norte de la cara cercana, es decir, en la cara opuesta a la del impacto. ¿Podrían estar relacionados?

Está claro que un impacto de este tamaño podría haber generado mucho calor dentro de la Luna y potencialmente influir o incluso reiniciar la convección de los materiales allí. Pero está mucho menos claro que esto hubiera producido vulcanismo tan lejos del lugar del impacto.

Para comprender mejor la situación, un equipo de investigadores chinos construyó un modelo del interior de la Luna. Este modelo combinaba un software que podía simular el impacto con modelos del interior de la Luna que podían tener en cuenta el calentamiento y el material adicional del impacto y la influencia gravitatoria de la Tierra cercana.

Un gran revuelo

Como se esperaba, el modelo muestra que el calor derivado del impacto efectivamente reinicia la convección en el interior de la Luna. Pero no se reinicia de manera uniforme. Esto se debe a que el cuerpo que creó el cráter también inyecta una gran cantidad de material en el interior de la Luna, y ese material se extiende gradualmente desde el lugar del impacto en todas las direcciones. Para una gran parte del interior de la Luna, esto interrumpe la convección organizada.

Esta convección organizada es la que permite que el material más cálido y profundo se abra paso hacia la superficie y atrae el material más frío de la superficie hacia el interior. El resultado neto es que el material caliente y profundo sólo se acerca a la superficie por el lado opuesto al cráter de impacto. En la Luna, este material también contiene mayores concentraciones de isótopos radiactivos, que lo mantendrán caliente durante mucho más tiempo, potenciando el prolongado período de vulcanismo que creó el mare.

No todos los impactos producen este tipo de efecto. Si el ángulo de un impacto es demasiado superficial, la dispersión de material no es lo suficientemente amplia como para crear una gran asimetría. Y los detalles de la asimetría son sensibles al tamaño del impactador y a la viscosidad del material que inyecta en el interior lunar.

Obviamente, este tipo de mecanismo tan complicado requiere que muchas cosas salgan bien, por lo que los investigadores probablemente querrán volver a comprobar este trabajo con modelos de convección independientes. Y los autores del estudio insinúan que observar las rocas cercanas al lugar de aterrizaje de Chang’e-5 en la parte norte del lado cercano puede darnos una mayor idea de la composición de los materiales que entraron en erupción allí.

Pero, como señalan los autores, hay varios modelos que compiten para explicar la asimetría, así que tendremos que esperar a que los científicos comparen los modelos para ver si hay alguna diferencia obvia en lo que producen. Y entonces tendremos que ver si podemos esperar razonablemente obtener alguna evidencia relevante de la Luna.

Nature Geoscience, 2022. DOI: 10.1038/s41561-021-00872-4  .

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