Los secretos de los 382 kilos lunares

Las muestras lunares ofrecen información de los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra y de cómo se formaron otros planetas. ¿Qué hemos aprendido de ellas y qué preguntas quedan por resolver?

Mañana se cumplen 50 años del primer alunizaje del hombre en el mar de la tranquilidad. Al día siguiente Neil Armstrong y Buzz Aldrin recorrerían el satélite recogiendo muestras de rocas y polvo lunar. Algo que también hicieron los astronautas de las otras misiones que aterrizaron en la Luna. En total, entre 1969 y 1972 tomaron 2.200 muestras de seis sitios de exploración diferentes: 382 kg. Durante Apolo 11, según el documento del Centro Especial Johnson de la NASA, que alberga estas rocas, «no se desarrollaron procedimientos especiales para la toma de muestras». Eso sí se diseñó un envase de contingencia para la ocasión. Algunas de las muestras recogidas en esas misiones fueron envasadas al vacío, y continúan hoy tal y como llegaron del satélite sin haber sido expuestas a la atmósfera terrestre. Con motivo de tan célebre aniversario, la revista «Science» publicó ayer un estudio en el que se destacan los descubrimientos y contribuciones a la ciencia planetaria que se hicieron posibles a través del estudio de estas muestras. Hablamos con su autor, Richard Carlson, del Instituto Carnegie para la Ciencia en Washington.

Las muestras han permitido a los científicos adentrarse en los orígenes del nuestro hogar. «Debido a que la Tierra sigue siendo geológicamente activa, la mayor parte de la superficie de nuestro planeta es bastante joven geológicamente hablando», explica Carlson. Es decir, queda muy poca evidencia de los primeros días del planeta. «Por ejemplo, la mayor parte de la superficie de la Tierra no tiene 200 millones de años, y solo unas pocas partes por millón por área de superficie están cubiertas por rocas que tienen más de 3.600 millones de años»; muy «joven» «en comparación con los 4.567 millones de años que tiene nuestro Sistema Solar».

Los orígenes

«En otras palabras –prosigue–, los primeros mil millones de años de la historia de la Tierra faltan en la superficie. En cambio, la mayoría de la superficie de la Luna tiene más de 4.000 millones de años, y parte de ella se remonta a cerca de 4.400 millones. Así que la Luna recuerda los procesos involucrados en la formación de planetas que se han perdido en la Tierra».

Uno de ellos es que el satélite «probablemente se formó cuando un objeto grande, del tamaño de Marte por ejemplo, golpeó la proto-Tierra. Un impacto de esta magnitud pudo provocar muchos cambios de composición en la Tierra. Entre otros, la pérdida de compuestos volátiles como el agua, lo que dejó a nuestro planeta muy diferente tras la formación de la Luna». Este resultado cambió la idea que se tenía sobre cómo se formaron los planetas: «Según la visión pre-Apolo, los planetas se formaron relativamente fríos por la lenta acumulación de objetos pequeños. De hecho, los modelos que teníamos antes de aterrizar en la Luna estaban bastante equivocados. Así, los modelos pre-Apolo tenían a la Luna como un objeto primitivo que se enfriaba con las cuencas oscuras que reflejaban las viejas cuencas oceánicas donde el agua se había evaporado hacía mucho tiempo. Sin embargo, con las primeras muestras del Apolo 11 aprendimos que la Luna se formó en caliente, incluso fundida a escala global, y separó su gruesa corteza por la flotación de cristales formados en el enfriado magma de un modo similar, en cierto sentido, en el que se forman los icebergs». Además, las cuencas oscuras no eran antiguos océanos que se secaron, «sino cráteres hechos por enormes y antiguos impactos de meteoritos. Son oscuros porque están llenos de flujos de lava que estallaron en los cráteres mucho después de que se formaran».

Otro aspecto que se ha conocido gracias a las muestras, es que «dado que la superficie de la Luna es tan antigua, ha registrado la mayor parte de la historia de los impactos de meteoritos en el Sistema Solar interno. Así, el registro de cráteres lunares nos dice que los grandes impactos de meteoritos fueron comunes al principio de la historia del Sistema Solar, tan comunes que pueden haber servido como agentes de esterilización para cualquier vida temprana que intentara formarse». Además, el registro de cráteres lunares, «cuyas edades se han determinado mediante la medición de muestras también nos ha permitido calibrar las edades de las superficies de Marte y Mercurio según la densidad de cráteres en su superficie».

Y en un futuro nos desvelarán más secretos y nos plantearán nuevos interrogantes, porque al igual que la recogida de muestras se depuró, las técnicas de laboratorio avanzan a pasos agigantados. Así, como apuntó en su día Ryan Zeigler, curador de la colección de rocas del citado centro espacial, hoy puede hacerse más con un miligramo de lo que podía hacerse 50 años atrás con un gramo de roca.

Nuevos interrogantes

«Se están desarrollando nuevas técnicas analíticas todo el tiempo, y a medida que aprendemos más sobre la Luna, hay nuevas preguntas. Un buen ejemplo de ello es cuando las muestras lunares se devolvieron por primera vez. Las técnicas analíticas de entonces no podían detectar la presencia de agua. Esto dio lugar a la idea de que la Luna era extremadamente seca probablemente porque todo el agua se evaporó en el impacto gigante en la Tierra que expulsó los materiales que ahora forman la Luna. Hace casi una década (en 2011), las técnicas analíticas se desarrollaron hasta el punto en que se podía detectar agua en muestras lunares en concentraciones muy bajas. Esto demostró que, si bien la Luna es muy seca, no está totalmente desprovista de agua». Este descubrimiento, como explica el experto, dio lugar a reexaminar «nuestros modelos de formación de planetas y como estos podrían retener compuestos volátiles como el agua durante su formación en caliente. Algo clave si considera que la Tierra podría haberse formado con suficiente agua, donde los océanos podrían haber cubierto todo el planeta a profundidades de kilómetros, o alternativamente, puede haber terminado con tan poca agua que se vería como Venus con temperaturas superficiales lo suficientemente calientes como para fundir el plomo».

«Marrón» y «con olor a pólvora» según los astronautas

Estos fueron algunos de los adjetivos que utilizaron los astronautas para describir el satélite. Así, en Apolo 11, Michael Collins afirmó «Estoy de acuerdo con el equipo 10, es marrón”. A lo que luego añadió: «Es más marrón con ángulo solar». Otro de los adjetivos empleados para describir la idílica Luna fue su hedor a pólvora quemada. «Es un olor realmente fuerte», afirmó Charlie Duke, del Apolo 16. «Me sabe y me huele a pólvora», añadió. Un olor que confirmó Gener Cernan: «Huele como si alguien hubiera disparado una carabina aquí dentro». Pero de pólvora no tiene nada. Según explicó en su día Donald Pettit, ingeniero químico y astronauta, ese olor puede deberse al contacto del polvo lunar con aire húmedo. Otra opción es que solo se perciba dentro de la nave al unirse este olor del polvo lunar con iones desprendidos del sol y otra opción es que se «queme» al entrar en contacto con el oxígeno de la nave. Ahora bien, al llegar a la Tierra, el polvo lunar ya no huele.

Tipo de rocas

Ígneas: las rocas de basalto que se formaron por la cristalización del magma fundido. «Algunas de ellas son flujos de lava, como los de Hawaii, por ejemplo», explica Rick Carlson.

Otras cristalizaron profundamente en el interior lunar de la misma manera en que se formaron el granito común (ígnea plutónica formada esencialmente por cuarzo, feldespato alcalino, plagioclasa y mica) en algunos cinturones orogénicos (de montaña terrestres).

«Anorthosite»: es un tipo de roca que se compone principalmente de un solo mineral, plagioclasa del grupo de los feldespatos. «Es un tipo de roca que constituye la mayor parte de la corteza lunar», precisa el experto.

«Brechas de impacto»: es un tipo de roca lunar común que es rara en el planeta Tierra. Se forman cuando un meteoro golpea la superficie lunar con suficiente energía para fundir parte del material que salpica del cráter. Hay algunas «brechas de impacto» en la Tierra, «pero la mayoría de los meteoros que caen en nuestro planeta se ralentizan o se rompen, por la atmósfera, por lo que golpean la superficie con muy poca energía como para llegar a formar un gran cráter. Dado que la Luna no tiene atmósfera, no hay nada que ralentice un meteoro entrante, por lo que llega a la superficie a velocidades muy altas».

Rocas que no se encontrarán en la Luna: «La piedra caliza, porque es una roca hecha de conchas que se acumulan en espesores tan grandes que la presión hace que formen una roca. Tampoco hay mármol, ya que la piedra caliza se convierte en mármol si la presión aumenta aún más», concluye Carlson.