Según la teoría más ampliamente aceptada, la Luna se formó hace aproximadamente 4.500 millones de años cuando un objeto del tamaño de Marte llamado Theia colisionó con la Tierra (también conocida como la Hipótesis del Impacto Gigante). Este impacto arrojó cantidades considerables de escombros que gradualmente se unieron para formar el único satélite natural de la Tierra. Una de las pruebas más convincentes de esta teoría es el hecho de que la Tierra y la Luna son notablemente similares en términos de composición.
Sin embargo, estudios previos que involucraron simulaciones por computadora han demostrado que si la Luna fue creada por un impacto gigante, debería haber retenido más material del impactador. Pero según un nuevo estudio realizado por un equipo de la Universidad de Nuevo México, es posible que la Tierra y la Luna no sean tan similares como se pensaba anteriormente.
El estudio que describe sus hallazgos, titulado "Distintas composiciones de isótopos de oxígeno de la Tierra y la Luna", apareció recientemente en la revista Nature Geoscience. El estudio fue realizado por Erick J. Cano y Zachary D. Sharp, del Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la UNM, y Charles K. Shearer, del Instituto de Meteorítica de la UNM.
La teoría de que la Tierra y la Luna alguna vez fueron un solo cuerpo ha existido desde el siglo XIX. Pero no fue hasta que los astronautas del Apolo trajeron muestras de rocas que los científicos tuvieron evidencia definitiva de que la Tierra y la Luna se formaron juntas. Estas muestras mostraron que, al igual que la Tierra, la Luna estaba compuesta de minerales de silicato y metales diferenciados entre un núcleo de metal y un manto y corteza de silicato.
Mientras que la Luna tiene menos hierro y menos elementos ligeros, la Hipótesis de Impacto Gigante lo explica bastante bien. El hierro, un elemento particularmente pesado, habría sido retenido por la Tierra, mientras que el calor y la fuerza explosiva del impacto causaron que los elementos más ligeros se evaporaran y fueran expulsados al espacio. El resto del material de la Tierra y Theia se habría enfriado y luego mezclado para formar la Tierra y la Luna tal como las conocemos hoy.
Esta teoría también explica la velocidad y la naturaleza con que la Luna orbita la Tierra; en particular, cómo está bloqueado por la marea con nuestro planeta. Sin embargo, estudios previos que involucraron simulaciones por computadora han demostrado que en este escenario, aproximadamente el 80% de la Luna debería consistir en material que se originó en Theia.
Esto presenta un serio dilema para los astrónomos y geólogos, y se han avanzado varias teorías para explicar esto. En un escenario, Theia era similar en composición a la Tierra, lo que explicaría por qué la Tierra y la Luna parecen tan similares. En otro, la mezcla de materiales fue muy completa, hasta el punto de que tanto la Tierra como la Luna retienen elementos de Theia.
Desafortunadamente, estas explicaciones son inconsistentes con lo que sabemos sobre el Sistema Solar o presentan problemas teóricos propios. Para arrojar luz sobre esto, Cano y sus colegas consideraron una inconsistencia clave con la Hipótesis del Impacto Gigante. Básicamente, cuando los científicos examinaron las muestras de rocas lunares del Apolo, notaron que los valores de isótopos de oxígeno eran prácticamente idénticos a los encontrados en las rocas aquí en la Tierra.
Si la Hipótesis del Impacto Gigante es correcta, entonces los precursores de la Tierra y la Luna tenían valores idénticos para empezar, o bien se produjo una homogeneización extensa después del evento de impacto. Para abordar esto, Cano y sus colegas realizaron un análisis de isótopos de oxígeno de alta precisión de una gama de diferentes rocas lunares. Lo que encontraron fue que las rocas lunares mostraban mayores concentraciones de isótopos de oxígeno más ligeros que la Tierra.
Además, las diferencias aumentan las sondas más profundas desde la corteza hasta el manto. Atribuyen esto al hecho de que la corteza es donde los escombros de la Tierra y Theia se habrían mezclado, mientras que el interior es donde el material de Theia estaría más concentrado. Como resumen en su estudio:
"Los valores de los isótopos de oxígeno de las muestras lunares se correlacionan con la litología, y proponemos que las diferencias se puedan explicar mezclando entre el vapor isotópico ligero generado por el impacto y la porción más externa del océano de magma lunar temprano. Nuestros datos sugieren que las muestras derivadas del manto lunar profundo, que son isotópicamente pesadas en comparación con la Tierra, tienen composiciones isotópicas que son las más representativas del impactador proto-lunar "Theia".
En resumen, los resultados de la investigación del equipo muestran que la Tierra y Theia no tenían una composición similar, lo que proporciona la primera evidencia definitiva de que Theia probablemente se formó más lejos del Sol que la Tierra. Del mismo modo, su trabajo muestra que las distintas composiciones de isótopos de oxígeno de Theia y la Tierra no fueron completamente homogeneizadas por el impacto de la formación de la Luna.
Este estudio recuerda la investigación realizada recientemente por un equipo de Yale y el Instituto de Tecnología de Tokio. Según su trabajo, la Tierra todavía era una bola de magma caliente cuando tuvo lugar el impacto de la formación de la Luna. Esto es lo que habría permitido que el material de Theia se perdiera en el espacio, mientras que el material de la Tierra se fusionó rápidamente para formar la Luna.
Si los materiales de Theia se perdieron en el espacio o se retuvieron como parte del interior de la Luna es una cuestión que los científicos podrán examinar más a fondo gracias a las numerosas misiones de retorno de muestras que se realizarán en los próximos años. Estos incluyen que la NASA envíe a los astronautas de regreso a la superficie lunar (Proyecto artemisa) y múltiples rovers enviados por China (Chang’e 5 y Chang’e 6 misiones).
¡Estos y otros misterios sobre el único satélite de la Tierra tienen una buena posibilidad de ser respondidos pronto!
