Rocas traídas por China muestran que la Luna mantuvo su vulcanismo hasta fechas más recientes

Desde 1976, cuando la misión soviética Lunik 24 regresara de la Luna con unos gramos de tierra, nadie había ido al satélite a por más. Fueron los chinos, con su sonda Chang’e-5, los que en diciembre del año pasado regresaron de allí con unos dos kilos de material lunar. Ahora, la revista Science publica los resultados del estudio de dos de aquellas rocas. Son volcánicas, similares en composición a las de la Tierra, y han resultado ser mucho más recientes de lo que se creía. Y esto cambia la historia del astro vecino y tienen sus conexiones con la Tierra.

Las misiones Apolo de los Estados Unidos se trajeron casi 400 kilogramos entre tierra y rocas lunares. El análisis de las primeras, como el pedrusco bautizado Génesis, permitieron fechar el origen de la Luna en hace unos 4.500 millones de años. Aunque con una composición variable, sus elementos constituyentes también existen en la Tierra. Y la mayoría de ellas son de origen volcánico, de magma emergido por fisuras, cristalizado y enfriado hace mucho tiempo.

Todo ello sirvió para reescribir la historia del satélite, del que se pensaba que se había formado por acreción, acumulando partículas, como muchos otros cuerpos celestes. Pero, como decía en este artículo de 2019 Rick Carlson, geoquímico y director del departamento de magnetismo terrestre del Instituto Carnegie para la Ciencia, “con las primeras muestras del Apolo 11, nos dimos cuenta de que la Luna se formó en caliente, posiblemente completamente fundida. Al enfriarse desde este estado inicial, generó una gruesa corteza mediante la flotación de cristales en un magma en enfriamiento”. Los estadounidenses estimaron que las rocas basálticas traídas a la Tierra se crearon hace unos 3.000 millones de años, tiempo en el que la fase caliente lunar dejo pasó a la actual era fría, en la que un reducido núcleo metálico y un manto térmicamente muerto completan la estructura interna. Pero ahora investigadores chinos y estadounidenses han encontrado rocas volcánicas aún más jóvenes.

Científicos del Instituto de Geología de la Academia China de Ciencias Geológicas, han publicado en Science el análisis petrográfico y geoquímico de dos de las pequeñas rocas que la sonda espacial Chang’e se trajo de la Luna. Lo primero que han descubierto es que cristalizaron en su estado sólido hace 1.963 millones de años, 50 millones arriba o abajo. Eso supone que o la superficie de la Luna aún estaba fundida, al menos parcialmente, o contaba con un manto térmicamente activo unos 1.000 millones de años después de lo que se creía.

El director del Centro McDonnell de Ciencias Espaciales de la Universidad Washington en San Luis (Estados Unidos) Brad Jolliff lleva una década colaborando con los científicos de las misiones Chang’e. Jolliff, coautor del presente estudio, recuerda que “todas las rocas volcánicas recolectadas por las Apolo tenían más de 3.000 millones de años”. Al mismo tiempo añade que “todos los cráteres de impacto reciente fechados a partir del análisis de estas muestras tienen menos de 1.000 millones de años”. Así que, concluye, “las muestras de Chang’e-5 llenan un vacío crítico”.

En efecto, para escribir la historia de la Luna, los científicos se han apoyado en dos elementos: por un lado la edad de las rocas, que se estima por variaciones en determinados elementos radiactivos presentes en ellas, como los isótopos de plomo. El otro puntal de la cronología lunar son sus cráteres. En una versión sencilla de esta técnica de datación, cuántos más impactos tenga una zona determinada del satélite, más vieja debe de ser. De hecho, los responsables de la misión Chang’e-5 eligieron una zona del norte del Oceanus Procellarum para el alunizaje al ser una de las que tienen menor densidad de cráteres, es decir, es más reciente. Ahora, con las nuevas muestras podrán mejorar el conocimiento del pasado lunar.

El estudio también detalla la composición de las dos rocas lunares. El mineral más abundante es el piroxeno, seguido de la plagioclasa (algo parecido a los basaltos terrestres, pero con una mayor abundancia de ilmenita un óxido de hierro y titanio) respecto a estos, algo normal en los basaltos lunares. En realidad, una roca no tan diferente de las lavas que se están formando en la erupción de La Palma.

Pero estas dos piedrecitas de menos de cuatro milímetros podrían arrojar luz también sobre episodios aún oscuros de la evolución de la Tierra. En el planeta, la corteza terrestre flota sobre un manto más o menos fluido. Aquella está cuarteada en placas tectónicas y es donde se encuentran, como las dorsales oceánicas o las zonas de subducción, en la que una placa se hunde bajo otra, por donde aflora el magma. Pero hay otros caminos por los que el manto libera calor y presión: los llamados puntos calientes (hot spots, en inglés). Se trata de áreas de elevada actividad volcánica pero alejadas de dorsales y choques entre placas. Sobre ellos y debido a ellos, se han formado buena parte de las islas oceánicas: Hawái, Pascua, Azores o Canarias.

El catedrático de petrología de la Universidad de Barcelona Domingo Gimeno, que no ha participado en este trabajo, recuerda: “Todo el mundo la daba por muerta desde el punto de vista térmico 1.000 millones de años antes de estas rocas. Entonces, ¿qué pasó para que se reactivara 1.000 millones después” Los autores no dan la respuesta definitiva, pero es probable que se mantuvieran puntos calientes similares a los de la Tierra en zonas muy localizadas del manto, dando lugar a estas rocas volcánicas.

“Gracias a la tectónica de placas puedes remontarte unos 1.000 millones de años atrás, pero llega un momento en que no tenemos evidencias de cómo funcionaban las cosas aquí. En la Luna [donde no hay placas tectónicas] tienes algo parecido a un hotspot que tiene 2.000 millones de años. Estos te da una idea de cómo podía ser el flujo de calor y materia hacia la corteza terrestre cuando está aún no funcionaba con la tectónica de placas”, plantea Gimeno. Para él, en su valoración de esta investigación, “no es tanto lo que han encontrado, sino lo que los demás van a ver [en estas rocas]como clave de lectura de una Tierra antigua de la que apenas conservamos evidencias”.

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