Hallan una protuberancia volcánica nunca vista en la Luna

En algún momento tras la formación del sistema solar hace 4600 millones de años, un proyectil impactó en nuestra joven Luna y formó la cuenca de 998 kilómetros de diámetro denominada cuenca Crisium. Nadie sabe cuándo se produjo este impacto, pero durante décadas se ha intentado resolver este enigma en el marco de un debate sobre si la Luna y la Tierra, por su proximidad, vivieron un periodo de bombardeo frenético de meteoros al principio de sus historias.

Ahora, los científicos que escudriñan la región dicen haber avistado un cráter dentro de la cuenca que parece contener fundidos de impacto prístinos, un tipo de roca volcánica que puede servir de reloj geológico definitivo. Si los futuros astronautas o un robot pudieran obtener una muestra y determinar su antigüedad, eso podría revelar qué ocurría en la Tierra durante el periodo primordial en el que surgió la vida en nuestro planeta.

Como ventaja añadida, el descubrimiento incluye un misterio intrigante: la cuenca también alberga una ampolla geológica de 177 kilómetros cuadrados que no se parece a nada observado en el sistema solar. Según informa el equipo en un trabajo que se publicará en el Journal of Geophysical Research: Planets, esta ampolla geológica parece haber sido creada por una actividad magmática subterránea peculiar que los investigadores no pueden explicar, por ahora.

«Estoy muy confundido», afirma Clive Neal, experto en geología lunar de la Universidad de Notre Dame que no participó en la nueva investigación.

¿Cómo datan los impactos?

Nuestro registro de impactos pasados en la Tierra es irregular, principalmente porque la erosión ambiental y la constante tectónica de placas borran las pruebas. Por su parte, la falta de aire y actividad han preservado miles de millones de años de cráteres sobre cráteres en la Luna. En este sentido, nuestra compañera orbital nos proporciona un registro indirecto de la tasa de impactos en el pasado de nuestro planeta.

Entre otros enigmas, saber qué ocurría en la Tierra hace tanto tiempo es de gran importancia para comprender los orígenes de la vida. Aunque los científicos aún debaten la antigüedad de los fósiles más antiguos documentados, varios ejemplos propuestos datan de hace entre 3500 y 4280 millones de años. En una coincidencia sorprendente, las evidencias de la Luna sugieren que aquel fue el momento en el que la Tierra primitiva estaba siendo acribillada por los fragmentos restantes de la formación del sistema solar.

Las misiones Apolo y otras expediciones robóticas de la Unión Soviética trajeron a la Tierra muestras de roca de las cuencas lunares y de los grandes cráteres de la cara visible de nuestro satélite, que se han empleado para datar los diversos impactos. Muchas de estas rocas tenían antigüedades situadas entre los 3800 y los 4000 millones de años, lo que apunta a que la cantidad ya alta de impactos en la Luna repuntó. Este periodo de 200 millones de años se conocería como Bombardeo Intenso Tardío.

Sin embargo, los replanteamientos recientes han puesto en duda la antigüedad de dichas cuencas. La fuente de muchas de las muestras lunares es incierta y se cree que varias habrían sido expulsadas de unas cuencas determinadas y arrojadas en otras, lo que proporcionaría dataciones incorrectas. Si se produjo un pico hace 3900 millones de años, como sugieren las muestras de las misiones Apolo, entonces cuesta explicar por qué hubo un periodo de tranquilidad de casi 700 millones de años tras la formación del sistema solar.

«Como el Bombardeo Intenso Tardío parece cada vez más inestable, es importantísimo que determinemos si esos impactos lunares se formaron en torno a la misma época», afirma Paul Byrne, científico planetario de la Universidad del Estado de Carolina del Norte que no participó en el trabajo.

Según Bill Bottke, científico planetario y experto en asteroides del Instituto de Investigación del Sudoeste en Boulder, Colorado, que no participó en el estudio, solo existe un consenso general sobre la datación correcta de una cuenca lunar: Imbrium, de 3900 millones de años. Es necesario datar las cuencas con más precisión —antigüedades que se obtienen a partir de sus fundidos de impacto— para comprobar si ese repunte fue real. Aquí es donde entra la cuenca Crisium.

El mar de las crisis

Un año antes de fallecer, el reconocido científico lunar Paul Spudis publicó un estudio que propuso que la cuenca Crisium contenía fragmentos de su fundido de impacto original, así que el coautor Dan Moriarty, geólogo lunar del Centro Goddard de vuelo espacial de la NASA, y sus colegas decidieron usar los datos de un orbitador lunar para intentar encontrarlos. Tras determinar que el fundido de impacto más puro tenía un alto contenido de magnesio, examinaron la cuenca en busca de la firma espectral distintiva de dicho elemento.

El impacto original que formó la cuenca Crisium fue tan intenso que creó una capa de fundidos de hasta 15 kilómetros de grosor. Sin embargo, había un inconveniente: las copiosas erupciones de lava empezaron a inundar la cuenca hace unos 3600 millones de años y formaron un amplio mar volcánico —conocido como Mare Crisium o «mar de las crisis»— que cubrió gran parte del fundido de impacto original.

Por suerte, la cartografía previa había revelado que esta situación permitió que sobrevivieran «islas» de roca en la cuenca llena de lava, denominadas kipukas. En la Tierra y en otras partes de la Luna, las kipukas son básicamente fragmentos de terreno elevado rodeados de lava fría más reciente y el equipo supuso que estos podrían ser lugares donde el fundido de impacto de Crisium seguía expuesto.

Mientras el equipo examinaba la región, hallaron un kipuka sobresaliente, literalmente. Esta protuberancia lunar estaba elevada y agrietada como la cáscara de un huevo y no lindaba con ninguna otra formación.

Tras analizarlo más minuciosamente, un cráter pequeño de este kipuka reveló que gran parte estaba compuesto de roca volcánica congelada. Según el equipo, la explicación más razonable de su origen es que el bulto agrietado fue impulsado hacia arriba por algún tipo de actividad volcánica subsuperficial. Pero por ahora, esa formación es un misterio. Es más, aunque contiene fundidos de impacto, las rocas están bastante destrozadas, así que el equipo tuvo que seguir buscando mejores ventanas a la historia de impactos de la Luna.

Una montaña de fuego helado

Por suerte, hallaron una firma de magnesio en el cráter Yerkes, de 35 kilómetros de diámetro, ubicado en la cuenca Crisium. El impacto fue tan potente que formó un pico central elaborado con restos que circularon como un fluido y que se solidificaron en un montículo en medio del cráter. Sus huellas espectrales sugieren que esta aguja mantuvo gran parte de los fundidos de impacto de Crisium fuera del alcance del mar de lava que llenaría el lecho de la cuenca.

Neal sostiene que cabe la posibilidad de que estos fundidos de impacto se produjeran en la formación de Yerkes y no en la de la cuenca Crisium. Pero si el equipo está en lo cierto, una misión a Yerkes podría desvelarnos la antigüedad de una segunda cuenca lunar. Si tiene 3900 millones de años, como Imbrium, esto respaldaría la idea de que se produjo un pico de la cantidad de impactos de meteoros. Con todo, si es mucho más antigua, eso sugiere que los impactos estuvieron más separados en el tiempo.

En el caso de una lluvia de meteoros más distribuida, solo algunas partes de la Tierra se habrían convertido en baldíos biológicos. Sin embargo, según Moriarty, un repunte concentrado podría haber fundido por completo la corteza del planeta y llenado la atmósfera de vapores de silicato. Según él, si eso hubiera ocurrido cuando surgió la vida, entonces es realmente impresionante que existan seres vivos en la Tierra.

Aunque los resultados de este estudio ofrecen algo de información, los primeros días del sistema solar seguirán siendo un misterio hasta que visitemos Crisium y otras cuencas lunares.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.