Una pista más sobre el origen de la Luna

Investigadores de la ETH de Zúrich descubren la primera prueba definitiva de que la Luna heredó los gases nobles autóctonos del manto terrestre

18.08.2022 - Suiza

El descubrimiento representa una pieza importante del rompecabezas para entender cómo se formó la Luna y, potencialmente, la Tierra y otros cuerpos celestes.

La humanidad ha mantenido una fascinación duradera por la Luna. Sin embargo, no fue hasta la época de Galileo cuando los científicos comenzaron a estudiarla realmente. A lo largo de casi cinco siglos, los investigadores propusieron numerosas y muy debatidas teorías sobre cómo se formó la Luna. Ahora, geoquímicos, cosmoquímicos y petrólogos de la ETH de Zúrich arrojan nueva luz sobre la historia del origen de la Luna. En un estudio que acaba de publicarse en la revista Science Advances, el equipo de investigación presenta sus conclusiones, que demuestran que la Luna heredó los gases nobles autóctonos de helio y neón del manto terrestre. El descubrimiento se suma a las ya fuertes limitaciones de la teoría del "impacto gigante", actualmente favorecida, que plantea la hipótesis de que la Luna se formó por una colisión masiva entre la Tierra y otro cuerpo celeste.

Meteoritos de la Luna a la Antártida

Durante su investigación doctoral en la ETH de Zúrich, Patrizia Will analizó seis muestras de meteoritos lunares procedentes de una colección antártica, obtenida de la NASA. Los meteoritos consisten en rocas basálticas que se formaron cuando el magma brotó del interior de la Luna y se enfrió rápidamente. Tras su formación, quedaron cubiertos por capas adicionales de basalto, que protegieron la roca de los rayos cósmicos y, sobre todo, del viento solar. El proceso de enfriamiento dio lugar a la formación de partículas de vidrio lunar entre los demás minerales presentes en el magma. Will y su equipo descubrieron que las partículas de vidrio conservan las huellas químicas (firmas isotópicas) de los gases solares: helio y neón del interior de la Luna. Sus hallazgos apoyan firmemente que la Luna heredó los gases nobles autóctonos de la Tierra. "Encontrar gases solares, por primera vez, en materiales basálticos de la Luna que no están relacionados con ninguna exposición en la superficie lunar fue un resultado muy emocionante", dice Will.

Salpicadura de baño de helio

Un fenómeno sorprendente

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Sin la protección de una atmósfera, los asteroides golpean continuamente la superficie de la Luna. Probablemente fue necesario un impacto de alta energía para expulsar los meteoritos de las capas intermedias del flujo de lava similar a las vastas llanuras conocidas como Mare Lunar. Finalmente, los fragmentos de roca llegaron a la Tierra en forma de meteoritos. Muchas de estas muestras de meteoritos se recogen en los desiertos del norte de África o, en este caso, en el "desierto frío" de la Antártida, donde son más fáciles de detectar en el paisaje.

Las letras de Grateful Dead inspiran un instrumento de laboratorio

En el Laboratorio de Gases Nobles de la ETH de Zúrich se encuentra un espectrómetro de masas de gases nobles de última generación llamado "Tom Dooley", del que se habla en la canción de Grateful Dead del mismo nombre. El instrumento debe su nombre a que los primeros investigadores suspendieron el equipo de alta sensibilidad del techo del laboratorio para evitar las interferencias de las vibraciones de la vida cotidiana. Con el instrumento Tom Dooley, el equipo de investigación pudo medir las partículas de vidrio submilimétricas de los meteoritos y descartar el viento solar como fuente de los gases detectados. El helio y el neón que detectaron eran mucho más abundantes de lo esperado.

El Tom Dooley es tan sensible que, de hecho, es el único instrumento del mundo capaz de detectar concentraciones tan mínimas de helio y neón. Se utilizó para detectar estos gases nobles en los granos de 7.000 millones de años del meteorito Murchison, la materia sólida más antigua conocida hasta la fecha.

Búsqueda de los orígenes de la vida

Saber dónde buscar dentro de la vasta colección de la NASA, compuesta por unos 70.000 meteoritos homologados, representa un gran paso adelante. "Estoy firmemente convencido de que se producirá una carrera para estudiar los gases nobles pesados y los isótopos en los materiales meteoríticos", afirma el profesor de la ETH de Zúrich Henner Busemann, uno de los principales científicos del mundo en el campo de la geoquímica de los gases nobles extraterrestres. Prevé que pronto los investigadores buscarán gases nobles como el xenón y el criptón, que son más difíciles de identificar. También buscarán otros elementos volátiles como el hidrógeno o los halógenos en los meteoritos lunares.

Busemann comenta: "Aunque estos gases no son necesarios para la vida, sería interesante saber cómo algunos de estos gases nobles sobrevivieron a la brutal y violenta formación de la Luna. Este conocimiento podría ayudar a los científicos de la geoquímica y la geofísica a crear nuevos modelos que muestren de forma más general cómo estos elementos más volátiles pueden sobrevivir a la formación de los planetas, en nuestro sistema solar y más allá."

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