La Luna es millones de años más antigua de lo que creíamos, afirman científicos

Cristales traídos por los astronautas revelan que la Luna es 40 millones de años más antigua de lo que los científicos creían.

Crédito: Yulia Kolosova/ CC-BY-4.0/ Wikimedia Commons.

Hace más de 4 mil millones de años, cuando el sistema solar aún era joven y nuestro planeta estaba en pleno desarrollo, un objeto del tamaño de Marte chocó con la Tierra. El fragmento más grande que se desprendió en el impacto formó nuestra Luna. Sin embargo, la fecha exacta de este evento ha sido un misterio.

En un estudio publicado hoy en la revista Geochemical Perspectives Letters, investigadores utilizaron cristales traídos por los astronautas de la misión Apolo 17 para ayudar a determinar la edad de la formación de la Luna. Y los resultados retrasan la edad de nuestra compañera orbital de baile en 40 millones de años —hasta al menos 4.460 millones de años—.

«Estos cristales son los sólidos conocidos más antiguos que se formaron después del impacto gigante. Y dado que sabemos cuánto tiempo han estado aquí, sirven como un punto de referencia para la cronología lunar», afirmó el profesor Philipp Heck, coautor del estudio.

Cristales de circón

El descubrimiento surgió del trabajo de Heck con Jennika Greer, que entonces era candidata a doctorado en el Museo Field y en la Universidad de Chicago.

«Nuestros coautores, Bidong Zhang y Audrey Bouvier, se acercaron a nosotros porque necesitaban un análisis a nivel nanométrico de estas muestras para comprenderlas completamente», contó Greer, quien ahora es investigadora asociada en la Universidad de Glasgow.

Astronauta de la NASA Harrison Schmitt recolectando muestras lunares. Crédito: NASA.

La muestra de polvo lunar utilizada en el estudio fue traída por los astronautas en la última misión tripulada a la Luna en 1972. Este polvo contiene diminutos cristales que se formaron hace miles de millones de años y constituyen una clara evidencia de cuándo debe haberse formado la Luna.

Cuando el objeto del tamaño de Marte impactó la Tierra desprendiendo un pedazo de ella, la energía de la colisión fundió la roca que eventualmente se convirtió en la superficie lunar.

«Si la superficie estaba fundida, los cristales de circón no podían formarse ni sobrevivir. Por lo tanto, cualquier cristal en la superficie de la Luna debe haberse formado después de que se enfriara este océano de magma lunar», explicó Heck. «De lo contrario, se habrían fundido y borrado sus firmas químicas».

Un grano de circón en una de las muestras lunares. Crédito: Jennika Greer.

Dado que los cristales deben haberse creado después de que se enfriara el océano de magma, determinar la edad de los cristales de circón revelaría la edad mínima posible de la Luna. Un estudio previo del coautor Bidong Zhang había sugerido esta edad, pero el más reciente marca la primera vez que se utiliza un método analítico llamado tomografía por sonda de átomos, el cual definió de manera precisa la edad de este cristal lunar más antiguo conocido.

«En la tomografía por sonda de átomos, comenzamos afilando una pieza de la muestra lunar en una punta muy afilada, utilizando un microscopio de iones enfocados, casi como un sacapuntas muy sofisticado», detalló Greer. «Luego, utilizamos láseres UV para evaporar átomos de la superficie de esa punta. Los átomos viajan a través de un espectrómetro de masas, y la velocidad a la que se mueven nos dice cuán pesados son, lo que a su vez nos dice de qué están hechos».

Como un reloj de arena

Este análisis átomo por átomo, realizado con instrumentos en la Universidad del Noroeste, mostró cuántos de los átomos dentro de los cristales de circón habían experimentado una descomposición radiactiva. Cuando un átomo tiene una configuración inestable de protones y neutrones en su núcleo, experimenta una descomposición, arrojando algunos de estos protones y neutrones y transformándose en diferentes elementos. Por ejemplo, el uranio se descompone en plomo. Los científicos han establecido cuánto tiempo lleva este proceso y, al observar la proporción de diferentes átomos de uranio y plomo —llamados isótopos— presentes en una muestra, pueden determinar su antigüedad.

«La datación radiométrica funciona un poco como un reloj de arena», dijo Heck. «En un reloj de arena, la arena fluye de un bulbo de vidrio a otro, y el paso del tiempo se indica por la acumulación de arena en el bulbo inferior. La datación radiométrica funciona de manera similar al contar el número de átomos parentales y el número de átomos descendientes a los que se han transformado. El paso del tiempo se puede calcular porque se conoce la tasa de transformación».

La punta afilada de una muestra de circón lunar. Crédito: Jennika Greer.

La proporción de isótopos de plomo que los investigadores encontraron indicó que la muestra tenía aproximadamente 4.460 millones de años de antigüedad. Por lo tanto, la Luna debe tener al menos esa edad.

«Es asombroso poder demostrar que la roca que tienes en tus manos es el fragmento más antiguo de la Luna que hemos encontrado hasta ahora. Es un punto de referencia para muchas preguntas sobre la Tierra. Cuando sabes cuán antiguo es algo, puedes comprender mejor lo que ha sucedido en su historia», concluyó Greer.

Es importante saber cuándo se formó la Luna por su papel de socia vitalicia en nuestro sistema planetario: estabiliza el eje de rotación de la Tierra, es la razón por la que hay 24 horas en un día y la causa de las mareas. Sin ella, la vida en nuestro mundo sería muy diferente. En este sentido, el nuevo estudio ha proporcionado una pequeña pieza del rompecabezas en su conjunto.

Fuente: EurekAlert. Edición: MP.