Desde la formación de la Luna, los impactos de asteroides han desempeñado un papel fundamental en la configuración de su superficie. Estas colisiones crearon enormes cráteres y cuencas y cambiaron el paisaje y la química de la luna. Lo que los científicos no entienden del todo es qué tan profundamente afectaron estos impactos masivos a la Luna debajo de la superficie.
Para explorar esta cuestión, un equipo dirigido por el profesor Hengxi Tian del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias (IGGCAS) analizó muestras de basalto lunar devueltas por Chang’e-6 (CE6). Estas rocas provienen de la cuenca del Polo Sur-Aitken (SPA), la cuenca de impacto más grande y antigua conocida en la Luna. Las muestras se destacaron inmediatamente porque su composición isotópica de potasio (K) era más pesada que cualquier basalto lunar previamente recolectado por las misiones Apolo o encontrado en meteoritos lunares.
Por qué el potasio contiene pistas sobre efectos antiguos
El potasio se considera un elemento moderadamente volátil, lo que significa que puede evaporarse parcialmente bajo calor extremo. Durante un impacto masivo, las temperaturas aumentan, lo que hace que el potasio se vaporice y sus isótopos se separen. Este proceso deja un registro químico que puede revelar la intensidad del impacto, las condiciones durante el evento y cómo la colisión cambió la composición de la corteza y el manto lunares.
Teniendo esto en cuenta, los investigadores se centraron en medir la composición isotópica del potasio en la muestra de Chang’e-6.
Evidencia química de una colisión gigante
Resultados, publicados Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), vinculan la inusual firma de potasio directamente con el impacto masivo que creó la cuenca SPA.
Utilizando técnicas de alta precisión, el equipo midió isótopos de potasio en cuatro fragmentos de basalto con multicolectores de células de zafiro. Todas las muestras de CE6 mostraron valores elevados de δ41K que oscilaron entre 0,001 ± 0,028 ‰ y 0,093 ± 0,014 ‰ (media: 0,038 ± 0,044 ‰, 2SE). Esta media es aproximadamente 0,16‰ mayor que el valor medido en los basaltos lunares de Apolo (-0,13 ± 0,06‰, 2SE), que se consideran ampliamente representativos del manto lunar y la Luna de silicato en masa.
Descartando otras explicaciones
Para determinar qué causó este enriquecimiento en isótopos pesados de potasio, los investigadores examinaron tres posibles causas. Evaluaron la exposición a largo plazo a los rayos cósmicos, los cambios en el tiempo de evolución del magma y la contaminación de los meteoritos. Se descubrió que cada uno de estos procesos tenía sólo un efecto mínimo, dentro de la incertidumbre de la medición, y ninguno podía explicar los cambios químicos observados en las muestras.
Un efecto duradero sobre el vulcanismo lunar
En cambio, el análisis apunta a una pérdida a gran escala de elementos volátiles durante el impacto de la formación de SPA, especialmente a través de la volatilización del potasio. Esta reducción puede haber reducido la producción de magma en la cara oculta de la Luna, lo que ayuda a explicar por qué la actividad volcánica ha estado más extendida en la cara visible que en la cara oculta.
Las simulaciones por computadora respaldan esta interpretación. Demostraron que el impacto no sólo excavó profundamente en la corteza lunar, sino que también posiblemente liberó suficiente calor para impulsar la convección en el interior lunar, incluso en el manto.
Lo que esto significa para la Luna y más allá
En conjunto, estos hallazgos muestran que el impacto que creó la Cuenca Aitken del Polo Sur alteró la Luna muy por debajo de su superficie. En términos más generales, la investigación subraya cómo los efectos a gran escala pueden dar forma a la química interna y la evolución de los planetas y lunas rocosos en todo el Sistema Solar.
La investigación contó con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, la Asociación de Promoción de la Innovación Juvenil de CAS y otras fuentes.
