El mayor cráter de la Luna no se formó como se creía

El nuevo estudio proporciona una instantánea del tumultuoso pasado de la Luna, lo que podría ayudar a resolver viejos enigmas, como por qué la cara oculta de la Luna, plagada de cráteres de todos los tamaños, es tan radicalmente diferente de su cara vista, casi totalmente plana y sobre cuya superficie tuvieron lugar los alunizajes de las misiones Apolo a finales de la década de 1960 y principios de la de 1970.

Existen varias ideas al respecto, pero la que más convence a los científicos es que, hace aproximadamente 4.300 millones de años, cuando el Sistema Solar aún estaba en su infancia, un gigantesco asteroide se estrelló contra la cara oculta de la Luna, formando un enorme cráter conocido como la cuenca del Polo Sur-Aitken, o SPA, que con sus más de 1.930 km de norte a sur y 1.600 km de este a oeste, es el cráter más grande de la Luna. La forma alargada de la cuenca es el testimonio de que aquel tremendo golpe no fue un impacto frontal, sino que se produjo de refilón.

Al comparar la forma de SPA con otras cuencas de impacto gigantes en todo el Sistema Solar, Andrews-Hanna y su equipo encontraron que todas estas formaciones se estrechan en la misma dirección seguida por el asteroide que las produjo, adoptando una forma que recuerda a una lágrima, o a un aguacate. Y así, en contra de la idea general, según la cual la gran cuenca lunar es el resultado de un asteroide que procedía del sur, el nuevo análisis revela que la forma de SPA se estrecha, precisamente, hacia esa dirección, lo que indica un impacto procedente del norte. Algo que abre nuevas e inesperadas posibilidades y que contradice también las conclusiones de un estudio de 2024 según el que la forma de la cuenca no es alargada, sino redonda.

Para Andrews-Hanna, su hallazgo significa «que las misiones Artemis van a aterrizar justo en el borde de SPA, que es el mejor lugar para estudiar la cuenca de impacto más grande y antigua de la Luna, y donde la mayor parte de la eyección, el material de las profundidades del interior de la Luna, debería acumularse».

La nueva orientación norte-sur, explican los autores en su artículo, es la conclusión a la que llegaron tras un nuevo análisis de la topografía, el grosor de la corteza y la composición de la superficie lunar. Además, los resultados ofrecen nuevas pistas sobre la estructura interior de la Luna y su evolución.

Durante mucho tiempo se pensó que la Luna primitiva se derritió a causa de la energía liberada durante su violenta formación, creando un océano de magma que la cubría por completo. A medida que ese océano de magma cristalizó, los minerales pesados se hundieron para formar el manto lunar, mientras que los minerales ligeros 'flotaron' para formar la corteza. Sin embargo, algunos de esos elementos no llegaron ni al manto ni a la corteza, sino que se concentraron en los restos líquidos finales del océano de magma. Esos elementos 'sobrantes' incluyen potasio, tierras raras y fósforo, y debido a sus símbolos en la tabla periódica, reciben en conjunto la denominación de KREEP, que resulta particularmente abundante en el lado cercano de la Luna.

«Si alguna vez ha dejado una lata de refresco en el congelador -dice Andrews-Hanna-, es posible que haya notado que a medida que el agua se solidifica, el jarabe con alto contenido de fructosa resiste la congelación hasta el final y, en cambio, se concentra en los últimos restos de líquido. Creemos que algo similar sucedió en la luna con el KREEP».

A medida que el océano de magma se fue enfriando a lo largo de muchos millones de años, el océano líquido se fue volviendo sólido, formando la corteza y el manto. «Y al final -asegura el investigador- llegamos a ese punto en que solo quedan pequeñas cantidades de líquido intercalado entre el manto y la corteza, y ese es el material rico en KREEP».

Según explica el científico, «todo el material rico en KREEP con sus elementos radiactivos, que son productores de calor, se concentraron, de algún modo, en el lado cercano de la Luna, lo que provocó que esa cara se calentara y provocara un intenso vulcanismo, que formó las oscuras y lisas llanuras volcánicas que vemos desde la Tierra». Sin embargo, la razón por la que todo ese material rico en KREEP terminó justo ahí, y cómo evolucionó con el tiempo, sigue siendo un misterio.

Sabemos que la corteza lunar es mucho más gruesa en la cara oculta que en la cara vista, una asimetría que sigue desconcertando a los científicos. Pero esa asimetría, según los autores del nuevo estudio, es algo fundamental, ya que ha afectado a todos los aspectos de la evolución de la Luna, incluidas las últimas etapas del océano de magma.

'Nuestra teoría -dice Andrews-Hanna- es que a medida que la corteza se fue engrosando en la cara oculta, el océano de magma que había debajo se 'exprimió' hacia los lados, como la pasta de dientes en un tubo, hasta que la mayor parte terminó en el lado cercano«.

El nuevo estudio del cráter de impacto SPA revela también una sorprendente e inesperada asimetría alrededor de la cuenca que respalda exactamente ese escenario: la capa de eyección en su lado occidental es rica en torio radiactivo, pero no en su flanco oriental. Lo cual sugiere que la 'herida' dejada por el impacto creó una 'ventana' a través de la piel de la Luna justo en el límite que separa la corteza de los últimos restos del océano de magma enriquecido con KREEP de la corteza 'normal'.

«Nuestro estudio -prosigue Andrews-Hanna- muestra que la distribución y composición de estos materiales coinciden con las predicciones que obtenemos al modelar las últimas etapas de la evolución del océano magma. Los últimos residuos del océano de magma lunar terminaron en el lado cercano, donde vemos las concentraciones más altas de elementos radiactivos. Pero en algún momento anterior, debió existir una capa delgada e irregular de magma oceánico debajo de partes de la cara oculta, lo que explica la eyección radiactiva solo en un lado de la cuenca de impacto de SPA».

Para los investigadores, muchas de las respuestas están en las muestras que los astronautas de las misiones traigan a la Tierra. Los datos de teledetección recopilados por naves espaciales en órbita como las utilizadas para este estudio brindan a los investigadores una idea básica de la composición de la superficie de la Luna, pero obtener un análisis más detallado de la composición es un trabajo más pesado y para el que se requieren muestras físicas.

«Esas muestras -concluye Andrews-Hanna- serán analizadas por científicos de todo el mundo, incluso aquí en la Universidad de Arizona, donde tenemos instalaciones de última generación que están especialmente diseñadas para ese tipo de análisis. Con Artemis, tendremos muestras para estudiar en la Tierra y sabremos exactamente de qué se trata. Nuestro estudio muestra que esas muestras pueden revelar aún mucho más sobre la evolución temprana de la Luna de lo que se pensaba».