El pasado común de la Tierra y la Luna

Dentro de los primeros 150 millones de años después de que se formara el Sistema Solar, un cuerpo gigante del tamaño de Marte golpeó y se fusionó con la Tierra, abriendo un enorme nube de rocas y escombros en el espacio. Esta nube de 'restos' terrestres se unió para formar la Luna. Durante casi 30 años, los científicos planetarios han sido muy felices con esta explicación, con una excepción importante. Aunque este escenario tiene sentido, cuando uno se fijamos en el tamaño de la luna y la física de su órbita alrededor de la Tierra, las cosas empiezan a quebrarse un poco, al comparan sus composiciones isotópicas --el equivalente geológico del AND o 'huella digital'--. En concreto, la Tierra y la luna son demasiado parecidas.

La expectativa ha sido durante mucho tiempo que la luna debe llevar a la 'huella digital' isotópica del cuerpo extraño que chocó contra la Tierra, y que los científicos han llamado Theia. Debido a que Theia vino de un lugar completamente diferente del Sistema Solar, es probable que tenga una huella digital isotópica muy diferente a la de la Tierra primitiva. Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Maryland ha generado una nueva huella digital isotópica de la luna que podría proporcionar la pieza del rompecabezas que faltaba. Por reducción a cero en un isótopo de tungsteno presente tanto en la Luna y de la Tierra, este equipo ha sido el primero en conciliar el modelo aceptado de formación de la Luna con las huellas isotópicas inesperadamente similares de ambos cuerpos.

Los resultados sugieren que el impacto de Theia en la Tierra primitiva fue tan violento que la nube de escombros resultante se mezcla a fondo antes de asentarse y formar la Luna. Este hallazgo ha sido publicado este miércoles en 'Nature'. "El problema es que la Tierra y la Luna son muy similares en cuanto a sus huellas isotópicas, lo que sugiere que ambos están formados en última instancia, del mismo material que se reunió a principios de la historia del Sistema Solar", ha explicado uno de los principales autores del estudio, Richard Walker.

"Esto es sorprendente, ya que se esperaba que el cuerpo del tamaño de Marte que creó la Luna fuera muy diferente. Así que el dilema es que la Tierra y la luna no deberían ser tan similares como son", ha apuntado. Han surgido varias teorías en los últimos años para explicar las huellas similares existentes entre la Tierra y la Luna: el impacto creó una enorme nube de escombros que se mezcla bien con la Tierra y luego se condensan para formar la Luna; Theia podría haber sido, casualmente, muy similar isotópicamente a la Tierra joven; o la Luna se formó a partir de materiales de la Tierra, en lugar de partir de Theia, son algunas de ellas.

Las evidencias

Para desentrañar una explicación, Walker y su equipo estudiaron otro fenómeno bien documentado en la historia temprana del Sistema Solar. La evidencia sugiere que la Tierra y la Luna reunieron material adicional después del principal impacto. La Tierra fue quien recolectó una mayor parte de estos desechos y polvo y su nuevo material contenía una gran cantidad de tungsteno, aunque sólo un podo de este era del isótopo más ligero conocido como tungsteno-182. Tomando estas dos observaciones juntas, se espera que el planeta tenga menos de tungsteno-182 que la Luna.

Al comparar las rocas de la Luna y la Tierra, Walker y su equipo encontraron que la Luna tiene una proporción ligeramente mayor de tungsteno-182. La clave, sin embargo, es cuánto. "La pequeña, pero significativa, diferencia en la composición isotópica del tungsteno entre la Tierra y la Luna se corresponde perfectamente a las diferentes cantidades de material reunidos por la Tierra y la Luna tras el impacto", ha señalado Walker.

Según ha explicado, esto significa que, justo después de que se formara el satélite, este tenía exactamente la misma composición isotópica que el manto de la Tierra. El científico apunta que este hallazgo apoya la idea de que la masa de material creada por el impacto, por la que más tarde se formó la Luna, se mezcló a fondo antes de unirse y enfriarse. "Esto explicaría las similitudes generales en huellas isotópicas y las ligeras diferencias de tungsteno-182", ha destacado.

Los datos también excluyen en gran medida la idea de que el cuerpo del tamaño de Marte era de composición similar, o que la Luna se formara a partir del material contenido en el pre-impacto en la Tierra. En ambos casos, sería muy poco probable la existencia de una correlación perfecta entre el tungsteno-182 y las cantidades de materiales recogidos por la Luna y la Tierra en el post-impacto. "Este resultado nos lleva un paso más cerca de comprender la relación familiar estrecha entre la Tierra y la Luna. Todavía tenemos que trabajar en los detalles, pero está claro que nuestro sistema solar primitivo era un lugar muy violento", ha concluido.