La refundición de la superficie lunar añade una arruga al misterio sobre la verdadera edad de nuestro satélite
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Gran parte de la Luna sigue envuelta en el misterio, incluida su antigüedad. Los análisis de muestras extraídas de la superficie lunar indican que nuestra compañera celestial podría tener unos 4.350 millones de años, lo que significa que llegó a existir unos 200 millones de años después de la formación de nuestro sistema solar.
Pero ese inmenso retraso no les sienta bien a algunos científicos. Durante los primeros días del sistema solar, los escombros y los cuerpos planetarios chocaron y se fusionaron para formar planetas. Hacia los 200 millones de años, la mayor parte de estos escombros caóticos habían sido arrastrados hacia cuerpos más grandes. Por lo tanto, muchos científicos que simulan la evolución del sistema solar ven como improbable la idea de una colisión masiva que formara la Luna en esta etapa tan tardía.
La sonda espacial Lunar Reconnaissance Orbiter continúa recopilando una amplia variedad de datos sobre nuestra Luna utilizando su conjunto de instrumentos científicos. La información recopilada ha dado lugar a muchos descubrimientos científicos que han arrojado luz sobre la historia de la Luna, su composición y su potencial para futuras exploraciones con las próximas misiones Artemis. Este video destaca algunos de esos descubrimientos recientes que involucran cráteres de impacto, actividad volcánica y el Polo Sur de la Luna. Crédito del video: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA Producido y editado por: David Ladd (AIMM) Visualizaciones de datos por: Ernie Wright (USRA) Animaciones de la sonda espacial LRO por: Adriana Manrique Gutiérrez (KBRwyle)
En un “ artículo de ideas” publicado el 18 de diciembre en Nature, el profesor de la UC Santa Cruz, Francis Nimmo, y sus coautores, proponen una posible explicación para esta discrepancia: que la Luna sufrió una “refusión” hace 4.350 millones de años debido a la atracción de las mareas de la Tierra que causó una agitación geológica generalizada y un calentamiento intenso. Dicen que esta refundición habría “reiniciado” la edad de las rocas lunares, enmascarando la verdadera edad de la Luna con lo que podría compararse con un lavado de cara volcánico.
“Prevemos que no debería haber rocas lunares con más de 4.350 millones de años de antigüedad, porque deberían haber experimentado el mismo restablecimiento”, dijo Nimmo, profesor de Ciencias de la Tierra y planetarias. “Debido a que este evento de calentamiento fue global, no se deberían encontrar rocas en ningún lugar de la Luna que sean significativamente más antiguas que aquello”.
La Luna como microcosmos del Cosmos #
La Luna nos ha fascinado durante milenios y, en los últimos siglos, la gente empezó a preguntarse cómo y cuándo se formó. Una de las razones para enviar astronautas a la Luna fue responder a esta pregunta. La Luna también sirve como un trampolín luminoso para comprender objetos más distantes. Pero, si no podemos determinar la edad de la Luna, ¿cómo podemos estar seguros de la edad precisa de cualquier cosa que esté más allá de ella?
Vaya! … Eso es desafiante ¿no?
Se cree que la Luna se formó a partir de una colisión entre la Tierra primitiva y un protoplaneta del tamaño de Marte, el último gran impacto en la historia de nuestro planeta. La fecha de este evento se ha estimado mediante la datación de muestras de rocas lunares que se presume que cristalizaron a partir del océano de magma lunar que existía después del impacto, lo que sitúa la edad de la Luna en unos 4.350 millones de años.
Sin embargo, esta temporalidad no tiene en cuenta varias discrepancias con los modelos térmicos y otras pruebas, como las edades de algunos minerales de circón en la superficie lunar, que sugieren que la Luna podría tener hasta 4.510 millones de años.
Nimmo y sus colegas plantean la hipótesis de que un evento de refundición impulsado por la evolución orbital de la Luna podría explicar la aparición frecuente de rocas de aproximadamente 4.350 millones de años (como las recolectadas por la misión estadounidense Apolo y otras) en lugar de la primera solidificación del océano de magma lunar.
Para su artículo, los autores utilizaron modelos para demostrar que la Luna puede haber experimentado suficiente calentamiento por mareas como para causar esta fusión hace aproximadamente 4.350 millones de años, lo que podría “restablecer” la edad de formación aparente de las muestras lunares.
Una máscara engañosa de magma #
El calentamiento por mareas es un proceso en el que las fuerzas gravitacionales entre dos cuerpos celestes provocan una fricción interna que causa un calentamiento intenso. En el caso de la Luna, es probable que este efecto fuera más pronunciado en sus inicios, cuando estaba más cerca de la Tierra. Según los últimos modelos, durante ciertos períodos de sus primeros años, la órbita de la Luna habría sido inestable, lo que provocó que experimentara intensas fuerzas de marea procedentes de la Tierra que podrían haber provocado importantes eventos de calentamiento, alterando drásticamente la geología de la Luna.
El equipo de investigación establece paralelismos entre este hipotético evento de calentamiento en la Luna y la actividad volcánica actual observada en la luna de Júpiter, Ío, que se conoce como el cuerpo con mayor actividad volcánica del sistema solar. La actividad volcánica en Ío está impulsada por fuerzas de marea similares a las que pueden haber marcado la historia temprana de la Luna, con una actividad volcánica generalizada y una superficie que se remodela constantemente por las erupciones.
Nimmo dijo que la siguiente etapa de la investigación implicará simulaciones más complejas que afinarán nuestra comprensión de cómo el calentamiento por mareas podría haber reiniciado el reloj geológico de la Luna. Esto, junto con muestras lunares adicionales de futuras misiones, debería arrojar más luz sobre la verdadera edad de la Luna.
Chang’e 6 #
Por eso, el reciente regreso de muestras lunares por parte de la misión Chang’e 6 de China ha suscitado tanta emoción. Estas muestras, recogidas en el lado oculto de la Luna, proporcionarán datos inestimables para comprender los procesos que dieron forma a su historia. Los investigadores están especialmente interesados en comprobar si estas nuevas muestras respaldan la idea de un fenómeno de reajuste global causado por el calentamiento de las mareas.
El equipo de Nimmo también prevé modelos más detallados para explorar más a fondo los efectos del calentamiento por mareas en la geología de la Luna. Aunque los modelos iniciales son prometedores, serán necesarias simulaciones más complejas y realistas para comprender plenamente el alcance de estos fenómenos de calentamiento.
Una nueva era en la investigación lunar #
Este artículo no sólo ofrece una nueva perspectiva sobre el pasado de la Luna, sino que también abre la puerta a investigaciones más matizadas sobre su formación y evolución. La interacción entre la geoquímica y el modelado por simulación está ayudando a los científicos a llenar los vacíos de la historia lunar, y el calentamiento por mareas se perfila como un mecanismo crucial para comprender las características geológicas de la Luna.
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El paper Tidally-driven remelting ~4.35 billion years ago indicates the Moon is old fue publicado en Nature
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El artículo A ‘remelting’ of lunar surface adds a wrinkle to mystery of Moon’s true age, firmado por Mike Peña, fue publicado en el sitio de la UC Santa Cruz
English version #
A ‘remelting’ of lunar surface adds a wrinkle to mystery of Moon’s true age #
Much about the Moon remains shrouded in mystery, including its age. Analyses of samples brought back from the lunar surface indicate our celestial sidekick could be about 4.35 billion years old, which means it came to be at about 200 million years after the formation of our solar system.
But that immense lag doesn’t sit well with some scientists. During the solar system’s early days, debris and planetary bodies collided and coalesced to form planets. By 200 million years, most of this chaotic debris had been swept up into larger bodies. Thus, many scientists who simulate the solar system’s evolution see the idea of a massive collision forming the Moon this late as improbable.
In an “ idea paper” published on December 18 in Nature, UC Santa Cruz Professor Francis Nimmo and his co-authors propose a possible explanation for this discrepancy: that the Moon underwent a “remelting” 4.35 billion years ago due to the tidal pull of Earth causing widespread geological upheaval and intense heating. They say this remelting would have “reset” the age of the lunar rocks —masking the Moon’s true age with what could be likened to a volcanic facelift.
The Lunar Reconnaissance Orbiter spacecraft continues gathering a wide variety of data on our Moon using its suite of scientific instruments. The information collected has led to many scientific discoveries that have shed light on the Moon’s history, composition, and potential for future exploration with the upcoming Artemis missions. This video highlights some of those recent discoveries that involve impact craters, volcanic activity, and the Moon’s South Pole. Video Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center. Produced and Edited by: David Ladd (AIMM). Data Visualizations by: Ernie Wright (USRA). LRO spacecraft animations by: Adriana Manrique Gutierrez (KBRwyle)
“We predict that there shouldn’t be any lunar rocks that are older than 4.35 billion years because they should have experienced the same resetting,” said Nimmo, a professor of Earth and planetary sciences. “Because this heating event was global, you shouldn’t find rocks anywhere on the Moon that are significantly older than that.”
Moon as microcosm for the cosmos #
The Moon has fascinated humanity for millenia, and in the last few centuries, people started to wonder how—and when—the Moon formed. One of the reasons for sending astronauts to the Moon was to answer this question. The Moon also serves as a luminous stepping stone to comprehending more distant objects. But, if we can’t nail down the age of the Moon, how can we be confident about the precise age of anything beyond it?
Wow! … That’s challenging. Isn’t it?
The Moon is thought to have been born from a collision between the early Earth and a Mars-sized protoplanet—the last giant impact in our planet’s history. The timing of this event has been estimated by dating lunar-rock samples presumed to have crystallized from the lunar magma ocean that existed post-impact, placing the Moon’s age at about 4.35 billion years old.
However, this age fails to account for several discrepancies with thermal models and other pieces of evidence, such as the ages of some zircon minerals on the lunar surface, which suggest that the Moon could be up to 4.51 billion years old.
Nimmo and his colleagues hypothesize that a remelting event driven by the Moon’s orbital evolution could account for the frequent occurrence of approximately 4.35-billion-year-old rocks—such as those collected by the U.S. Apollo mission and others—rather than the first solidification of the lunar magma ocean.
For their paper, the authors used modelling to show that the Moon may have experienced sufficient tidal heating to cause this remelting approximately 4.35 billion years ago, which could “reset” the apparent formation age of these lunar samples.
A misleading magma mask #
Tidal heating is a process where the gravitational forces between two celestial bodies cause internal friction that leads to intense heating. For the Moon, this effect was likely more pronounced in its early history when it was closer to Earth. According to the latest models, during certain periods in its early years, the Moon’s orbit would have been unstable, causing it to experience intense tidal forces from Earth that could have led to significant heating events, dramatically altering the Moon’s geology.
The research team draws parallels between this hypothetical heating event on the Moon and the current volcanic activity observed on the Jupiter moon Io, which is known as the most volcanically active body in the solar system. Volcanic activity on Io is driven by tidal forces similar to what may have marked the Moon’s early history, with widespread volcanic activity and the surface being constantly reshaped by eruptions.
The researchers also say the remelting of the Moon would explain why there are fewer lunar impact basins from early bombardments than might be expected, as they would have been erased during a heating event. The authors posit that this explanation would suggest the formation of the Moon occurred between 4.43 and 4.53 billion years ago, at the upper limit of previous age estimates.
Nimmo said the next stage of research will involve more complex simulations that refine our understanding of how tidal heating might have reset the Moon’s geological clock. This, along with additional lunar samples from future missions, should shed more light on the Moon’s true age.
Chang’e 6 #
That’s why excitement surrounds the recent return of lunar samples by China’s Chang’e 6 mission. These samples, collected from the far side of the Moon, will provide invaluable data for understanding the processes that shaped its history. Researchers are particularly eager to see whether these new samples support the idea of a global resetting event caused by tidal heating.
Nimmo’s team also envisions more detailed modeling to further explore the effects of tidal heating on the Moon’s geology. Although the initial models are promising, more complex and realistic simulations will be necessary to fully understand the scope of these heating events.
A New Era of Lunar Research #
This paper not only offers a fresh perspective on the Moon’s past, but also opens the door for more nuanced investigations into its formation and evolution. The interplay between geochemistry and simulation modeling is helping scientists to fill in the gaps of lunar history, with tidal heating emerging as a crucial mechanism for understanding the Moon’s geological features.
“As more data becomes available—particularly from ongoing and future lunar missions—the understanding of the Moon’s past will continue to evolve,” Nimmo said. “We hope that our findings will spark further discussion and exploration, ultimately leading to a clearer picture of the Moon’s place in the broader history of our solar system.”
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The paper Tidally-driven remelting ~4.35 billion years ago indicates the Moon is old was published on Nature
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The article A ‘remelting’ of lunar surface adds a wrinkle to mystery of Moon’s true age, signed by Mike Peña, was published on UC Davis site