¿Cómo se formó la Luna?
La Luna proporciona un ejemplo importante de cómo evoluciona la Tierra mediante ciclos repetidos de selección y concentración de elementos. La formación de la Luna es, por lo tanto, otro de los pasos críticos en la evolución de la Tierra. Los humanos han especulado sobre la formación de la Luna durante siglos. Tres teorías en competencia (La teoría de la fisión, la teoría de la captura y la teoría de la acumulación) estaban en disputa antes de 1969, pero el tesoro qulas rocas de la Luna del Apolo proporcionó la respuesta: Ninguna de las teorías anteriores a 1969 funcionó.
El Origen de la Luna
La historia de los orígenes de la Tierra parece ser clara y ordenada, excepto por un detalle sorprendente: La Luna. Durante gran parte de los últimos dos siglos, la presencia de la Luna ha demostrado ser extremadamente difícil de explicar.
Los satélites pequeños son bastante fáciles de entender. Marte tiene dos llamados Fobos y Deimos. Estos dos objetos irregulares tienen solo unos pocos kilómetros de diámetro y parecen no ser más que asteroides capturados. Ahora se cree que la mayor de los satélites que orbitan los planetas exteriores se formaron a partir de los restos no reclamados de formaciones planetarias. Por lo tanto, se formaron a partir de muchos bits más pequeños, al igual que los sistemas solares en miniatura.
La Luna de la Tierra, por el contrario, es relativamente grande en comparación con el planeta en el que orbita. Nuestra Luna tiene más de un cuarto del diámetro de la Tierra y aproximadamente 1/80 de su masa. Eso es excepcionalmente grande para un satélite en nuestro sistema solar.
Hace un siglo y medio, mucho antes de los aterrizajes históricos de la Luna del Apolo que comenzaron en 1969, mucho antes de la recuperación de las rocas vírgenes de la Luna, y mucho antes de que tuviéramos acceso a cualquier medición geofísica cuidadosa del interior de la Luna, todo lo que pudimos hacer fue observar la luna. Podríamos usar telescopios para estudiar la superficie lunar y medir la órbita de la Luna y sus variaciones a lo largo del tiempo. Eso no es mucha información.
La primera hipótesis científica ampliamente aceptada sobre los orígenes de la Luna fue la teoría de la fisión, propuesta en 1878 por George Howard Darwin, hijo de Charles Darwin, quien propuso la teoría de la evolución mediante el proceso de selección natural.
El escenario de George Darwin imagina cómo la Tierra fundida primordial debe haber girado sobre su eje tan rápidamente que se estiró y se alargó. Finalmente, un gran globo de magma salió de la superficie a la órbita (Con un poco de ayuda de la fuerza gravitacional del Sol). La Luna en este modelo es como un botón de la Tierra que se libera. También calculó cómo la Luna debe haber estado mucho más cerca de la Tierra en el pasado distante, y calculó la velocidad a la que continúan separándose.
En una variante de esta historia dramática, la cuenca del Océano Pacífico permanece como una marca reveladora, algo así como la cicatriz de nacimiento de la Madre Tierra. En la primera audiencia, esta idea parece bastante plausible. Cuando los objetos blandos y alargados como la masa de pizza o las gotas de agua giran demasiado rápido, se dividen en dos. La teoría de la fisión imagina un evento bastante violento y dramático.
Una segunda idea competitiva se llama la teoría de la captura. En este modelo razonable, se cree que la Luna se formó por separado como uno de los numerosos planetesimales más pequeños que ocupaban más o menos la misma distancia del Sol en el sistema solar emergente. En algún momento, según cuenta la historia, los dos cuerpos en órbita pasaron lo suficientemente cerca el uno del otro como para que la Tierra más grande capturara a la Luna más pequeña.
Ahora estamos bastante seguros de que tal mecanismo gravitacional funcionó lo suficientemente bien para las lunas rocosas más pequeñas de Marte, entonces, ¿Por qué no para la Luna de la Tierra? A diferencia de la teoría de la fisión de George Darwin, no parece haber habido ningún inventor de esta teoría de captura; Varios astrónomos lo aceptaron como una buena posibilidad.
La tercera hipótesis, y quizás la menos dramática, se llama teoría de la co-acreción, que sugiere que la Luna se formó más o menos en su ubicación actual y aproximadamente al mismo tiempo que la Tierra. En esta vista, los planetas se forman alrededor del Sol a partir de sus sobras, incluidos todos los meteoritos de condrita y acondrita, y luego los satélites se forman alrededor de los planetas exactamente de la misma manera desde sus sobras. Es casi seguro que las grandes lunas de Júpiter y Saturno se formaron de esta manera. Es un tema común, visto una y otra vez en el sistema solar: Los objetos más pequeños se acumulan a partir de nubes de polvo, gas y rocas alrededor de objetos más grandes.
Hay momentos en la ciencia en los que simplemente no hay suficientes datos para decidir entre las múltiples hipótesis de trabajo. Un grupo de científicos promoverá una idea favorita, y otros promoverán otra; los debates pueden ser animados, a veces incluso enojados y amargos. Pero sin más datos, no hay una posibilidad real de una resolución que satisfaga a todos.
Las Misiones Apollo
Las respuestas al misterio de los orígenes de la Luna tuvieron que esperar datos de las rocas de la Luna. Los seis aterrizajes de las misiones Apollo entre julio de 1969 y diciembre de 1972 presentaron caminatas lunares por 12 astronautas de la NASA, comenzando con Neil Armstrong y Buzz Aldrin. Estas misiones resultaron en una colección fenomenal de más de 840 libras de rocas lunares y muestras de suelo de seis sitios diferentes. También hubo muchas otras mediciones lunares clave, como lecturas de gravedad y estudios sísmicos.
Las misiones Apollo transformaron la ciencia planetaria de muchas maneras. Claro, eran un escaparate inigualable para la destreza tecnológica y la bravuconería estadounidense. Sin lugar a dudas, proporcionaron un tremendo impulso al complejo militar-industrial. Y las innumerables innovaciones inspiradas en Apollo, desde minicomputadoras hasta polímeros y el Tang, proporcionaron un motor económico que bien pudo haber pagado las misiones de 20 mil millones de dólares muchas veces. No es sorprendente que el orgullo nacional y la carrera por el «terreno elevado», no solo la ciencia lunar, fueran los principales impulsores de esas costosas y peligrosas misiones de la Luna temprana.
Aun así, sería difícil exagerar el impacto de las misiones Apollo y su tesoro de rocas lunares en los científicos de la Tierra. Durante toda la historia humana, la Luna estuvo tentadoramente cerca, a menos de 400 mil kilómetros. En una clara noche de verano, a medida que sale la luna llena, sientes que puedes extender la mano y tocarla. Pero no teníamos muestras, nada que nos dijera con certeza de qué está hecha la Luna. No teníamos forma real de saber cómo se formó la Luna.
Todo eso cambió con el primer lote de muestras lunares devueltas. Por primera vez, teníamos la verdad fundamental para las tres teorías en competencia. Podríamos, por primera vez en la historia humana, tocar la Luna. De hecho, ahora todos pueden tocar un pedazo de la Luna como visitantes del Smithsonian Institute.
Cuando surge el tema de las muestras lunares, la mayoría de la gente piensa inmediatamente en las rocas lunares, tal vez algo grueso que puede sostener en la mano. Pero una fracción significativa del material de Apollo era suelo lunar, lo que se conoce como regolito. La fracción más fina de regolito es roca pulverizada en fragmentos tan pequeños que no se pueden resolver con un microscopio. Es la consecuencia acumulativa de miles de millones de años de bombardeos por una batería de insultos cósmicos, desde poderosos asteroides hasta meteoritos y el incesante viento solar.
Puedes tener una sensación de regolito al pensar en los polvos. Este material es mucho más fino que la arena, el azúcar granular o la sal. Es incluso más fino que la harina; quizás un poco más como el polvo de talco o el tóner negro Xerox. Este polvo lunar ultrafino tiene propiedades realmente extrañas. Lo más notable es que el polvo se adhiere a sí mismo y a casi todo lo demás que toca.
La última misión Apollo fue en diciembre de 1972, con el Apollo 17 y el regreso de 275 libras de muestras del Valle Taurus-Littrow, que es una región de presuntos volcanes lunares. Nadie ha vuelto a la Luna en más de cuatro décadas.
Sin embargo, las rocas de la Luna han sido meticulosamente curadas en bóvedas estériles en la Instalación del Laboratorio de Muestra Lunar en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, Texas. Y también hay una copia de seguridad de muestras lunares representativas en White Sands, Nuevo México. Estas muestras continúan brindando una increíble riqueza de oportunidades para los investigadores.
La investigación en muestras de la Luna ha demostrado que los minerales de la Luna, aunque son muy similares en elementos principales a los de la Tierra, son bastante diferentes en detalles de lo que encontramos en la superficie de la Tierra. Tienen mucho más titanio; El cromo también es diferente.
Sorprendentemente, los resultados de las muestras de Apollo arrojan dudas sobre las tres hipótesis de formación de la Luna: la teoría de la fisión, la teoría de la captura y la teoría de la acumulación. Ninguna de las tres teorías predominantes sobre la formación de la Luna en 1969 se ajusta a los datos de las rocas lunares. Debe haber otra explicación.
Referencias
Roberth M. Hazen
James Trefil, Robert M. Hazen
1979 Origin of the Earth and Moon
Alfred E. Ringwood
Si ninguna de las tres teorías expuestas es la correcta, entonces ¿cual es? Existe una cuarta que descarta totalmente las primeras tres? O acaso alguna que toma elementos de estas? A partir de la recolección de rocas lunares cual es la teoría mas acertada?
Buen día Pedro, gracias por leer y comentar. El modelo que es más aceptado es el del «Gran Impacto», que se publica hoy en la página.
Saludos.