Los científicos han encontrado un punto caliente en la cara oculta de la Luna

Anuncio

Apoyado por

Los datos de dos orbitadores chinos ayudaron a un equipo de científicos a explicar por qué una zona de terreno lunar es mucho más cálida que el área circundante.

Por Kenneth Chang

Las rocas debajo de un antiguo volcán en la cara oculta de la Luna permanecen sorprendentemente cálidas, según revelaron los científicos utilizando datos de naves espaciales chinas en órbita.

Señalan una gran losa de granito que se solidificó a partir de magma en las tuberías geológicas debajo de lo que se conoce como el Complejo Volcánico Compton-Belkovich.

"Yo diría que estamos poniendo el clavo en el ataúd de que esto realmente es una característica volcánica", dijo Matthew Siegler, científico del Instituto de Ciencias Planetarias, con sede en Tucson, Arizona, y quien dirigió la investigación. "Pero lo interesante es que se trata de una característica volcánica muy parecida a la de la Tierra".

Los hallazgos, que aparecieron la semana pasada en la revista Nature, ayudan a explicar lo que sucedió hace mucho tiempo debajo de una parte extraña de la luna. El estudio también destaca el potencial científico de los datos recopilados por el programa espacial de China y cómo los investigadores de Estados Unidos tienen que sortear obstáculos para utilizar esos datos.

Para este estudio, el Dr. Siegler y sus colegas analizaron datos de instrumentos de microondas en Chang'e-1, lanzada en 2007, y Chang'e-2, lanzada en 2010, dos de las primeras naves espaciales chinas que ya no están en funcionamiento. Debido a que el Congreso actualmente prohíbe la colaboración directa entre la NASA y China y la investigación fue financiada por una subvención de la NASA, el Dr. Siegler no pudo trabajar con los científicos e ingenieros que recopilaron los datos.

"Esa era una limitación, que no podíamos simplemente llamar a los ingenieros que habían construido el instrumento en China y decir: 'Oye, ¿cómo deberíamos interpretar estos datos?'", dijo. “Sería fantástico si hubiéramos podido trabajar en esto con los científicos chinos todo el tiempo. Pero no se nos permite hacerlo. Pero, afortunadamente, hicieron públicas algunas de sus bases de datos”.

Pudo aprovechar la experiencia de un científico chino, Jianqing Feng, que conoció al Dr. Siegler en una conferencia. El Dr. Feng estaba trabajando en un proyecto de exploración lunar en la Academia de Ciencias de China.

"Me di cuenta de que combinar los datos de exploración lunar de diferentes países profundizaría nuestra comprensión de la geología lunar y generaría hallazgos interesantes", dijo el Dr. Feng en un correo electrónico. “Por lo tanto, dejé mi trabajo en China, me mudé a los Estados Unidos y me uní al Instituto de Ciencias Planetarias”.

Ambos orbitadores chinos tenían instrumentos de microondas, comunes en muchos satélites meteorológicos en órbita terrestre, pero poco comunes en las naves espaciales interplanetarias.

Los datos de Chang'e-1 y Chang'e-2 proporcionaron así una vista diferente de la Luna, midiendo el flujo de calor hasta 15 pies debajo de la superficie, y resultaron ideales para investigar la rareza de Compton-Belkovich.

Visualmente, la región parece corriente y corriente. (Ni siquiera tiene nombre propio; la designación con guión se deriva de dos cráteres de impacto contiguos, Compton y Belkovich). No obstante, la región ha fascinado a los científicos durante un par de décadas.

A finales de la década de 1990, David Lawrence, entonces científico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, estaba trabajando en datos recopilados por la misión Lunar Prospector de la NASA y notó un punto brillante de rayos gamma disparado desde este lugar en la cara oculta de la Luna. La energía de los rayos gamma, la forma de luz de mayor energía, correspondía al torio, un elemento radiactivo.

"Era uno de esos lugares extraños que destacaban como un pulgar dolorido en términos de abundancia de torio", dijo el Dr. Lawrence, ahora científico planetario en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins en Maryland. “Soy físico. No soy un experto en geología lunar. Pero incluso como físico, vi que eso se destacaba y dije: 'Está bien, esto es algo que vale la pena estudiar más a fondo'”.

Las siguientes revelaciones se produjeron después de la llegada del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA en 2009. Bradley L. Jolliff, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad Washington de St. Louis, dirigió un equipo que examinó las imágenes de alta resolución de Compton-Belkovich.

Lo que vieron “parecía sospechosamente una caldera”, dijo el Dr. Jolliff refiriéndose a los restos del borde de un volcán. "Si se considera que estas características tienen miles de millones de años, están notablemente bien conservadas".

Un análisis más reciente dirigido por Katherine Shirley, ahora en la Universidad de Oxford en Inglaterra, estimó la edad del volcán en 3.500 millones de años.

Debido a que el suelo lunar actúa como un buen aislante, amortiguando las variaciones de temperatura entre el día y la noche, las emisiones de microondas reflejan en gran medida el flujo de calor desde el interior de la luna. “Sólo hay que sumergirse unos dos metros bajo la superficie para dejar de ver el calor del sol”, dijo el Dr. Siegler.

En Compton-Belkovich, el flujo de calor llegó a 180 milivatios por metro cuadrado, o aproximadamente 20 veces el promedio de las tierras altas de la cara oculta de la Luna. Esa medida corresponde a una temperatura de -10 grados Fahrenheit a unos seis pies por debajo de la superficie, o unos 90 grados más cálida que en otros lugares.

"Este sobresalió, ya que estaba resplandeciente en comparación con cualquier otro lugar de la Luna", dijo el Dr. Siegler.

Para producir tanto calor y rayos gamma de torio, el Dr. Siegler, el Dr. Feng y los otros investigadores concluyeron que el granito, que contiene elementos radiactivos como el torio, era la fuente más probable y que tenía que haber mucho.

"Parece precisar más concretamente qué tipo de material hay realmente debajo", dijo el Dr. Lawrence, uno de los revisores del artículo para Nature.

"Es algo así como la punta del iceberg", dijo sobre las emisiones originales de rayos gamma. "Lo que se ve en Compton-Belkovich es una especie de expresión superficial de algo mucho más grande que hay debajo".

El vulcanismo es evidente en otras partes de la luna. Llanuras de lava endurecida (el yegua o mares de basalto) cubren vastas franjas de la superficie, principalmente en el lado cercano. Pero Compton-Belkovich es diferente y se parece a ciertos volcanes de la Tierra, como el Monte Fuji y el Monte Santa Helena, que arrojan lava más viscosa.

El granito parece ser escaso en otras partes del sistema solar. En la Tierra, el granito se forma en regiones volcánicas donde la corteza oceánica es empujada hacia abajo debajo de un continente por la tectónica de placas, las fuerzas geológicas que empujan pedazos de la corteza exterior de la Tierra. El agua también es un ingrediente clave del granito.

Pero la Luna está mayoritariamente seca y carece de placas tectónicas. Las rocas lunares traídas por los astronautas de la NASA hace más de 50 años contenían sólo unos pocos granos de granito. Pero los datos de los orbitadores chinos sugieren una formación de granito de más de 30 millas de ancho debajo de Compton-Belkovich.

"Ahora necesitamos que los geólogos descubran cómo se puede producir ese tipo de característica en la Luna sin agua, sin placas tectónicas", dijo el Dr. Siegler.

El Dr. Jolliff, que no participó en la investigación, dijo que el artículo era "una nueva contribución muy agradable". Dijo que esperaba que la NASA u otra agencia espacial enviara una nave espacial a Compton-Belkovich para realizar mediciones sísmicas y mineralógicas.

Una misión de este tipo podría ayudar a probar ideas sobre cómo se formó un volcán allí en primer lugar. Una hipótesis es que una columna de material caliente se levantó desde el manto debajo de la corteza, de forma muy parecida a lo que ocurre debajo de las islas hawaianas.

Para el Dr. Feng, su visa actual que le permite trabajar en los Estados Unidos expirará pronto. Está solicitando uno nuevo, navegando su carrera científica en medio de disputas geopolíticas entre Estados Unidos y China.

"Ahora estamos empezando a estudiar otros posibles sistemas graníticos en la Luna", dijo. “Además, ampliaremos nuestros modelos para explorar las lunas heladas de Júpiter. Por lo tanto, estoy tratando de permanecer en Estados Unidos el mayor tiempo posible”.

Una versión anterior de este artículo escribió mal el nombre de un volcán. Es el Monte Fuji, no Fiji.

Cómo manejamos las correcciones

Kenneth Chang ha estado en The Times desde el año 2000, escribiendo sobre física, geología, química y planetas. Antes de convertirse en escritor científico, era un estudiante de posgrado cuya investigación involucraba el control del caos. Más información sobre Kenneth Chang

Anuncio