Como probablemente sabes, uno de mis objetos astronómicos preferidos es la Luna. Lo es, además, porque, según mis enemigos más allegados, por ella me paseo a menudo, despistado, en un intento de alejarme de los problemas que invaden el planeta Tierra, al menos desde la invención de las redes sociales.

¡Qué más quisiera que poder pasearme por la Luna cuando me apeteciera! No es posible, a pesar de lo que piensen algunos que tan frecuentemente hago, y me tengo que conformar con mirarla desde mi ventana las noches en que se deja ver. Afortunadamente, también puedo aprovechar la mirada que sobre la Luna de vez en cuando efectúa la ciencia, y enterarme de los nuevos descubrimientos que se van produciendo sobre nuestro fascinante satélite. Este ha sido el caso esta semana con la publicación de un artículo en la revista Science Advances del que voy a hablarte, si te parece bien. Aparco pues el Quilo Vintage hasta el próximo programa y en este te propongo llevarte conmigo a pasear por ambas caras de la Luna. ¿Me acompañas?

Como seguramente sabes, la comunidad científica acepta hoy que la Luna se formó tras la colisión, hace unos cuatro mil quinientos millones de años, de dos cuerpos planetarios, uno algo menor que la Tierra y el otro un planetoide del tamaño de Marte, llamado Theia. La colisión explica la gran mayoría de las características del sistema Tierra-Luna; entre ellas, la rápida rotación de la Tierra sobre su eje, causada por la transmisión de energía desde Theia a la Tierra.

La Luna se formó en solo unas decenas de millones de años, a partir del material expulsado al espacio por la colisión. Se estima que la Luna se situó inicialmente a solo unos 22.000 km de la Tierra. Como resultado de las intensas mareas causadas por la Luna en aquellos tiempos, esta comenzó a alejarse de la Tierra y a frenar su rotación por fenómenos físicos que no puedo explicar aquí con el detalle suficiente. Me tendrás que creer, pero te aseguro que hay muy sólidas evidencias de que esto es lo que sucedió. Finalmente, la Luna quedó en un estado de acoplamiento de marea con la Tierra tan solo cien millones de años tras su formación. El acoplamiento de marea implica que, a diferencia de cualquier cargo público, la Luna siempre nos muestra la misma cara, es decir, gira sobre sí misma con el mismo periodo que gira alrededor de la Tierra. Pero eso seguro que ya lo sabías.

Lo que tal vez no supieras es que existe una asimetría entre las dos caras de la Luna. La cara visible está dominada por regiones extensas, y algo más oscuras que el resto, denominadas mares. Estos parecen provenir de grandes coladas de lava que se formaron en esa parte de la Luna y borraron la huella de antiguos cráteres. La cara oculta, sin embargo, no posee mares y muestra muchos más cráteres, resultado de múltiples colisiones con asteroides en un pasado afortunadamente lejano.

Las diferencias entre las dos caras no se limitan a los mares y a los cráteres. Los estudios sobre la composición química de la Luna realizados desde las misiones Apolo indican que la cara que la Luna nos muestra, en particular la región de su hemisferio norte donde los mares son más extensos, es rica en elementos químicos como fósforo, potasio, titanio y torio. Por el contrario, la cara oculta, particularmente en su región sur, está empobrecida en esos elementos. Este empobrecimiento es mayor en la región denominada depresión o cuenca de Aitken, cercana al polo sur Lunar, justo en las antípodas de la región de la cara visible de la Luna donde la abundancia de esos elementos es más elevada.

Hasta la fecha, carecíamos de una explicación sensata para esta asimetría, que constituía uno de los misterios fundamentales de la evolución lunar, aún por resolver. Gracias al trabajo de investigadores de varias universidades estadounidenses, disponemos ahora de una.

La explicación surge del conocimiento del origen de la depresión de Aitken, la segunda cuenca de impacto más grande del sistema solar, solo superada por la cuenca Borealis del planeta Marte. La depresión de Aitken se forma en otro gran impacto, sufrido esta vez únicamente por la Luna con un asteroide, solo unos doscientos millones de años tras su formación. La época en la que este impacto tiene lugar es importante, porque para entonces la Luna ya mostraba a la Tierra la misma cara. Al mismo tiempo, la temperatura del manto lunar, la zona que se encuentra entre el núcleo y la corteza externa de la Luna, era aún elevada, como consecuencia de la energía térmica generada por la colisión que formó la Luna.

Teniendo en cuenta estas consideraciones y el conocimiento geológico y planetario adquirido hasta la fecha, los investigadores realizan simulaciones por ordenador de la dinámica del manto lunar tras la colisión con el asteroide que generó la cuenca de Aitken. Sus simulaciones indican que la colisión ocurrida cerca del polo sur lunar generó una columna de calor que se propagó hacia el interior del manto lunar y estimuló una dinámica de convección en dicho manto. Es esta dinámica de convección la que resulta en una acumulación de potasio, fósforo, titanio y torio, entre otros elementos, justo en el lado opuesto de la Luna en el que la colisión se produjo, que corresponde al hemisferio norte de su cara visible. El calor que llegó hasta ese lugar produjo igualmente las coladas de lava que generaron los mares lunares.

Los diversos escenarios, simulados por los investigadores, contemplan distintas masas y velocidades para el asteroide que generó la depresión de Aitken, y distintas temperaturas y viscosidad para el manto lunar en el lugar de la colisión. Uno de los escenarios contemplados produce resultados compatibles con los datos observados.

Una evidencia circunstancial adicional en favor de la idea de que la colisión que generó la cuenca de Aitken también generó la asimetría entre las dos caras lunares, es el hecho de que, según se ha podido determinar, la época en la que los mares se formaron es posterior a la época en la que se formó la depresión de Aitken, lo que debe obligatoriamente suceder de ser el origen de esta cuenca la razón de la asimetría entre ambas caras.

Este trabajo, que probablemente será refinado en el futuro con simulaciones más precisas y nuevas observaciones y determinaciones de la composición química de la Luna, parece aclarar, sin embargo, uno de los misterios más profundos sobre las características de nuestro bello y esencial satélite, y poner en relación, gracias a ello, dos de las peculiaridades físicas más importantes de cada una de las caras de la luna: los mares de la cara visible y la cuenca de Aitken en la cara oculta. Un trabajo científico que permite ahora comprender con mayor claridad ambas caras de la Luna.

(Jorge Laborda 13/04/2022)

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