Raro cuerpo de granito descubierto en la cara oculta de la Luna

Los científicos planetarios han descubierto un gran trozo de granito enterrado en la cara oculta de la Luna. Un equipo de investigación analizó las mediciones tomadas por una serie multinacional de misiones lunares y descubrió que el granito, ubicado debajo de la región de Compton-Belkovich en las tierras altas lunares, probablemente causó que el lugar estuviera anormalmente caliente.

Sin embargo, cómo se formó allí el granito es un misterio. "Todas las formas de los libros de texto para producir granito implican estos procesos que sólo ocurren en la Tierra", dijo Matt Siegler, científico planetario del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, e investigador principal del descubrimiento. "¿Cómo se recrea este proceso?"

En la Tierra, el granito se forma mediante el derretimiento parcial de la litosfera. El magma que surgió del manto y se enfrió en la superficie de la Tierra es mero basalto. Cuando losas de corteza ricas en basalto se subducen a lo largo del borde de una placa tectónica, la presión y el calor hacen que la roca libere agua, lo que reduce el punto de fusión de la litosfera suprayacente. Lo que finalmente emerge cerca de la superficie es granito rico en sílice y enriquecido en torio y uranio.

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El proceso de fabricación de granito en la Tierra depende en gran medida de las propiedades de reciclaje de las placas tectónicas y de grandes cantidades de agua. Ambos son raros en todo el sistema solar y, por lo tanto, también lo es el granito. Raro, pero no imposible.

Los investigadores no esperaban encontrar evidencia de granito en la cara oculta de la Luna. Ni siquiera lo estaban buscando.

Se conocen alrededor de 10 elementos ricos en sílice en la Luna, dijo Siegler. "Son bastante raros, mientras que el 16% de la superficie de la Luna está cubierta de basalto". Los astronautas del Apolo 12 descubrieron una pequeña cantidad de granos de granito en la cara visible de la Luna, en la región de Procellarum, y los científicos planetarios todavía están luchando por comprender los orígenes de los granos.

Así que los investigadores no esperaban encontrar evidencia de granito en la cara oculta de la Luna. Ni siquiera lo estaban buscando.

Inicialmente estaban tratando de comprender los orígenes de concentraciones extrañamente altas de torio en un pequeño lugar en el lado lejano, explicó el coautor Jianqing Feng, científico planetario del Instituto de Ciencias Planetarias y experto en teledetección. La anomalía Compton-Belkovich tiene las concentraciones de torio más altas de la Luna y también es mucho más caliente que las tierras altas lunares circundantes. La temperatura dentro de la banda de microondas es más alta que en cualquier otro lugar en la misma latitud, dijo Feng.

Al intentar observar debajo de la superficie de esta anomalía, el equipo recopiló nuevos datos de microondas de instrumentos a bordo de los orbitadores lunares Chang'e-1 y Chang'e-2 de China y del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, así como datos anteriores del Chandrayaan-1 de la India. y las misiones Lunar Prospector, Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) y Apollo de la NASA. Los datos combinados de teledetección de estas misiones ayudaron al equipo a mapear con precisión la temperatura alrededor y debajo de Compton-Belkovich.

Los datos revelaron que el lugar es unas 20 veces más caliente que las tierras altas circundantes. Los modelos geoquímicos del equipo sugieren que la anomalía de temperatura es causada por un gran sistema granítico (un batolito de unos 50 kilómetros de ancho y 20 kilómetros de profundidad) que calienta el suelo desde abajo.

Es probable que su volumen sea similar al de batolitos terrestres como el Cuerpo de Magma Altiplano-Puna Andino. El modelo de los investigadores aproximó el batolito como dos elipsoides, pero en realidad, podría haber varias cámaras y umbrales más pequeños entretejidos, restos vacíos del pasado volcánico de la región.

El descubrimiento fue publicado en Nature y presentado en la Conferencia Goldschmidt de 2023 en Lyon, Francia, en julio.

"Este nuevo hallazgo de una gran masa de granito en la Luna es increíblemente interesante", dijo Stephen Elardo, geoquímico planetario de la Universidad de Florida en Gainesville, en un comunicado sobre el descubrimiento. "Tenemos toneladas de granito de diferentes sabores en toda la Tierra... Pero geológicamente hablando, es bastante difícil hacer granito sin agua y placas tectónicas, razón por la cual realmente no vemos ese tipo de roca en otros planetas".

Este descubrimiento "será enormemente importante para nuestra forma de pensar sobre el funcionamiento interno de otros cuerpos rocosos del Sistema Solar".

Elardo, que no participó en esta investigación, añadió que comprender este descubrimiento "será enormemente importante para nuestra forma de pensar sobre el funcionamiento interno de otros cuerpos rocosos del Sistema Solar".

Hasta ahora, el granito lunar se había visto sólo en pequeñas cantidades en la cara cercana rica en mares, y se teoriza que ha evolucionado a través de vías que son menos comunes en la Tierra, como el rápido derretimiento debido a un gran impacto. La región de Compton-Belkovich no muestra signos de tal acontecimiento.

"Tal vez había una columna de manto debajo de esta característica... que coció esta área una y otra vez durante millones de años", especuló Siegler. “O tal vez una vez que se concentra suficiente uranio y torio, se calienta y se funde casi como un reactor nuclear natural. O tal vez esta pequeña bolsa de la Luna estaba especialmente húmeda, por lo que las cosas no tenían que calentarse tanto aquí” para crear granito.

Los investigadores propusieron varias teorías para explicar la formación de este batolito granítico y esperan que este misterio sin resolver anime a otros a buscar características similares debajo de las numerosas anomalías de torio de la Luna.

Por ejemplo, en el lado cercano, "hay otro lugar llamado Wolf Crater", dijo Feng. "Es un lugar aún más grande que tiene anomalías térmicas, y tal vez haya un cuerpo de granito más grande que Compton-Belkovich". Descubrir más cuerpos graníticos en la Luna ayudaría a los científicos planetarios y geoquímicos a comprender mejor cómo surgieron.

—Kimberly MS Cartier (@AstroKimCartier), redactora

Corrección, 16 de agosto de 2023: se actualizó la descripción de la anomalía de temperatura de Compton-Belkovich.