La Luna se solidificó hace 4.430 millones de años

Nuevas mediciones en rocas lunares de las misiones Apolo han permitido establecer una fecha para el momento en que la Luna se solidificó: hace 4.430 millones de años.

El estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) por una colaboración que incluye científicos de la Universidad de Chicago, aplicó técnicas de vanguardia para hacer lecturas ultraprecisas de minerales raros en las rocas. Los resultados agregan evidencia a nuestra comprensión de la historia de la formación tanto de la Luna como de la Tierra.

Esto establece una edad precisa para la formación de la Luna, y también potencialmente el momento en que la Tierra se volvió habitable.

"Nos llevó años desarrollar estas técnicas, pero obtuvimos una respuesta muy precisa para una pregunta que ha sido controvertida durante mucho tiempo", dijo en un comunicado Nicolas Dauphas, el primer autor del artículo, quien dirige el Laboratorio de Orígenes de la UChicago y es profesor en el Departamento de Ciencias Geofísicas y el Instituto Enrico Fermi.

El sistema solar se formó hace unos 4.570 millones de años. Poco después, a medida que se enfriaba, los escombros comenzaron a colisionar y a agruparse con el tiempo, formando los planetas. Los científicos creen que un objeto muy grande chocó contra la floreciente Tierra, y que nuestra luna se formó a partir de los escombros producidos por este impacto.

Esta colisión fue extremadamente violenta, dijo Dauphas, lo suficiente como para derretir rocas, "Así que primero debemos imaginar una gran bola de magma flotando en el espacio alrededor de la Tierra".

La Luna comenzó a enfriarse rápidamente. La mayor parte del océano de magma lunar se solidificó casi de inmediato según los estándares geológicos: aproximadamente un solo milenio.

Pero una vez que el 80% del magma se solidificó, se formó una costra de minerales que aisló a la joven Luna. "Es como ponerse un abrigo en Chicago cuando hace frío: no se pierde calor tan rápido", dijo Dauphas. Eso ralentizó el proceso de enfriamiento y, durante un tiempo, la Luna tuvo un manto parcialmente fundido. Lo que no hemos podido determinar es cuánto tiempo permaneció así, antes de enfriarse por completo y convertirse en roca sólida.

Los estudios de muestras de las misiones Apolo revelaron que, a medida que la Luna se enfriaba lentamente, una mezcla de ciertos elementos habría flotado hacia arriba en el manto parcialmente fundido (un poco como la sal blanca y escamosa que queda cuando el agua del mar se evapora) y habría formado una capa distinta. Los científicos pensaron que si podían encontrar una edad precisa para esta capa de magma, que contenía mucho potasio, elementos de tierras raras y fósforo (KREEP para abreviar), sabrían cuándo la luna estaba cristalizada en un 99%.

Dauphas y sus colaboradores se preguntaron si una respuesta podría estar encerrada en las rocas lunares recuperadas por los astronautas del Apolo.

La clave de su enfoque fue observar diferentes proporciones de elementos. Uno de los elementos de KREEP es el lutecio, que es muy ligeramente radiactivo; a lo largo de eones, se transforma gradualmente en el elemento hafnio a un ritmo predecible. De modo que los científicos pueden trabajar al revés para ver cuánto tiempo ha existido una roca en particular. (Esto es similar a cómo usamos la datación por carbono para determinar la antigüedad de los artefactos arqueológicos).

En el sistema solar primitivo, todas las rocas tenían la misma cantidad de lutecio. Pero el proceso de solidificación que formó KREEP no favoreció al lutecio, por lo que esa capa tiene niveles más bajos de lutecio que otras rocas de la misma era.

Si los científicos pudieran medir con mucha precisión las proporciones de lutecio y halfnium en las rocas lunares en comparación con otras cosas de esa misma era pero que provenían de otros lugares alrededor del sistema solar, como los meteoritos, podrían calcular hacia atrás para ver cuándo se formó la capa KREEP y, por lo tanto, cuándo la luna estaba a punto de terminar de enfriarse.

El problema es que solo tenemos pequeñas y valiosas muestras de rocas lunares. Por lo tanto, el equipo tuvo que desarrollar técnicas extremadamente rigurosas para separar los diferentes elementos.

Al analizar pequeñas muestras de rocas lunares recuperadas de múltiples misiones Apolo, llegaron a una edad para el enfriamiento de la luna: 4.430 millones de años antes de la actualidad.

Basándose en otros estudios, los científicos creen que la luna habría tardado unos 20 millones de años en enfriarse a ese nivel. Trabajando hacia atrás, eso sitúa la formación de la propia luna en unos 4.450 millones de años.

Esto no sólo nos habla de la historia de la Luna, sino también de la formación de la Tierra, ya que el impacto que dio origen a la Luna fue probablemente también el último gran impacto en la Tierra, marcando la fecha en la que la Tierra pudo haberse vuelto estable por primera vez, volviéndose hospitalaria para la vida.