La luna es muchísimo más vieja de lo que pensábamos

Ha transcurrido medio siglo desde que el humano pisó la Luna, pero las rocas lunares que recogieron siguen revelando información importante sobre el satélite de la Tierra. Parte de ese material se ha conservado durante décadas para poder estudiarlo con instrumentos científicos más avanzados, y ahora el material lunar recogido en 1972 ha demostrado que la Luna es millones de años más antigua de lo que se pensaba.

Mediante el estudio de las pistas atómicas atrapadas en un cristal de circón, uno de los minerales más antiguos que sobreviven de la formación de la Luna, los científicos han determinado que la Luna tiene al menos 4460 millones de años. La edad, publicada esta semana en la revista Geochemical Perspectives Letters, supone un retroceso de 40 millones de años con respecto a las mediciones anteriores y se aproxima al inicio del sistema solar, hace unos 4570 millones de años.

Determinar la edad de la Luna puede ayudar a los científicos a trazar la secuencia de acontecimientos durante los primeros días críticos. "La cronología lo es todo", afirma la primera autora, Jennika Greer, cosmoquímica de la Universidad de Glasgow (Escocia) que trabajó en el proyecto cuando era estudiante de posgrado en la Universidad de Chicago (Estados Unidos): "Nuestro sistema solar existe desde hace tiempo, pero en esos primeros millones de años se produjeron muchos procesos realmente dinámicos".

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Cuando el sistema solar era joven, la Tierra no tenía luna y era un planeta solitario que giraba alrededor del sol primigenio. Pero los primeros días de la Tierra fueron todo menos tranquilos. Los científicos creen que al principio de la historia de nuestro planeta, un objeto del tamaño de Marte chocó contra la proto-Tierra y alteró ambos mundos.

El calor del impacto lo licuó todo (la joven Tierra y el destructor planetario), fusionando los dos cuerpos en uno solo. De esta masa salió volando una bola más pequeña de roca fundida, que cayó en una órbita estable y acabó enfriándose para formar la Luna.

Las entrañas de la Luna se fusionaron en capas diferenciadas de manto y corteza. De la roca fundida cristalizaron nuevos minerales, y uno de los últimos en formarse fueron los circones. Estos cristales capturan las etapas finales de la luna solidificándose en roca, marcando el comienzo de nuestro satélite natural tal y como lo conocemos hoy en día.

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Contando átomos

Los circones son uno de los minerales favoritos de los científicos por su resistencia. Estos cristales de tamaño micrométrico pueden resistir la erosión durante miles de millones de años para preservar los secretos geoquímicos de su nacimiento. También capturan isótopos de uranio del medio ambiente a medida que se forman, lo que sirve de temporizador que se pone en marcha desde el momento en que los circones cristalizan.

Los isótopos de uranio se descomponen en plomo a velocidades predecibles. Contando el número de átomos de plomo que se forman y los átomos de uranio que quedan, los investigadores pueden calcular cuánto tiempo ha transcurrido desde que los circones se endurecieron a partir de material fundido.

Los autores del estudio sondearon los circones incrustados en una muestra de roca lunar recogida durante el Apolo 17 en 1972, y construyeron un mapa tridimensional de los átomos. El recuento de los isótopos de plomo dio como resultado una edad de 4460 millones de años, la más antigua hasta la fecha para la formación de la corteza lunar.

Esta edad ya había sido determinada por los colaboradores de Greer dirigidos por Bidong Zhang y Audrey Bouvier en 2021, pero el informe suscitó escepticismo. Los críticos señalaron el hecho de que los átomos de plomo tienden a migrar para formar bolsas de altas o bajas concentraciones en toda la roca. Dependiendo de dónde se mirara, existía la posibilidad de toparse con estos focos de plomo desigualmente distribuidos y calcular erróneamente la edad del circón.

Para disipar estas dudas, Bouvier se puso en contacto con el equipo de Greer para volver a contar los átomos, esta vez con una sonda de iones que pudiera muestrear la roca con una resolución espacial mucho mayor que la utilizada en el estudio anterior. Una sonda más fina permitiría al equipo identificar regiones nanométricas de átomos de plomo enriquecidos o empobrecidos, en caso de que los hubiera. Pero no encontraron ninguna.

"En este circón, todo era homogéneo, así que ni siquiera tuvimos que preocuparnos por eso", afirma Philipp Heck, autor del estudio y cosmoquímico del Museo Field y la Universidad de Chicago (EE. UU.). El resultado confirmó que la edad medida anteriormente de 4460 millones de años era exacta.

"Es un estudio muy, muy bueno", afirma Melanie Barboni, geoquímica de la Universidad Estatal de Arizona (EE. UU.) que no participó en la investigación. Barboni ha estudiado otros isótopos en circones lunares para descubrir que el interior de la Luna se asentó por primera vez en capas distintas hace 4510 millones de años, un episodio que precedió a las etapas finales de formación de la corteza captadas en el nuevo estudio.

Barboni afirma que la nueva investigación es compatible con sus propios hallazgos. "Muchos trabajos proponen que la Luna se formó mucho más tarde, hace 4300 millones de años, por ejemplo", añade: "Está claro que eso no es posible con esos datos".

La historia de la Luna y la Tierra

Precisar cuándo se solidificó la Luna ofrece a los futuros investigadores un punto de referencia para modelar su evolución. "La cronología nos ayuda a poner todo en contexto", dice Greer. "Entonces podemos empezar a entender los procesos que están ocurriendo". Saber qué ocurrió y cuándo durante los años de formación de la Luna podría ayudar a explicar por qué el satélite de la Tierra tiene el aspecto que tiene hoy.

El verdadero interés de estudiar la Luna reside en lo que puede decirnos sobre la Tierra. Como compañeros celestes con un origen común, los destinos de la Tierra y la Luna están ligados. Pero, como un astuto criminal, la Tierra, geológicamente activa, tiene tendencia a enterrar y destruir las pruebas de acontecimientos pasados. La Luna es una compañera menos engañosa: la falta de actividad tectónica hace que los registros geológicos de la superficie duren eones.

Los científicos pueden observar las pruebas lunares para deducir lo que podría haber ocurrido en la Tierra en la misma época. Por ejemplo, en esa fatídica colisión que formó la Luna, la Tierra quedó inhabitable (nada podría haber sobrevivido a un acontecimiento tan catastrófico) y toda su agua podría haberse evaporado, afirma Greer. De ser así, el agua debió volver a nuestro planeta en algún momento, tal vez a través del impacto de asteroides, que también habrían dejado huellas en la Luna.

Aunque el nuevo estudio data la finalización de la formación de la Luna en un mínimo de 4460 millones de años, todo el proceso, desde la colisión planetaria hasta el endurecimiento final, se desarrolló a lo largo de milenios. Los circones representan los últimos vestigios del océano magmático lunar, el último capítulo de los violentos inicios de la Luna y el comienzo de su época más plácida.

Tanto Heck como Barboni no se sorprenderían si futuros investigadores encontraran un circón más antiguo que diera una edad aún más antigua a la Luna. Tal vez haya un cristal más antiguo entre las reservas lunares de la NASA, aunque Heck dice que son raros. O tal vez haya más esperando a ser descubiertos en la Luna donde los humanos aún no han pisado.

Se están preparando varias misiones para traer muestras lunares de donde nadie ha ido antes. En 2024, China lanzará una misión robótica que devolverá muestras de la cara oculta de la Luna, y la misión Artemis III de la NASA tiene como objetivo el aterrizaje de humanos en el polo sur lunar en diciembre de 2025. Las nuevas rocas recogidas en estos lugares podrían ayudar a perfeccionar la historia de los orígenes de la Luna.