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En el nacimiento del Sistema Solar, una colisión planetaria dio origen a la  Luna e hizo posible nuestra existencia

Creada05-02-2019
Modificada05-02-2019
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Junio8

Reseña del Documental El Secreto Oscuro de la Luna de la serie Desmontando el Cosmos

El Oscuro Secreto de la Luna

Documental de la serie Desmontando el Cosmos (T3, E3, 2018), donde se describen los más recientes descubrimientos sobre la Luna, su posible origen y sus misterios.

La Luna ha acompañado a la Humanidad durante toda su historia. Su presencia ha iluminado las noches y ha servido de calendario para medir el tiempo.

Bajo su luz, las mentes inquietas han relatado las más apasionantes historias y aventuras, protagonizado sus sueños y estimulando su imaginación.

Pero la Luna guarda un oscuro secreto que los científicos están intentando descubrir.

El Misterio de la Luna

De todos los cuerpos que orbitan el Sol en el Sistema Solar podemos distinguir cuatro clases principales.

Los Planetas siguen órbitas elípticas casi circulares alrededor del Sol.

También los Asteroides siguen órbitas elípticas, la mayoría bastante circulares entre las órbitas de Marte y Júpiter. Otras órbitas son más excéntricas y alargadas cruzándose periódicamente con las órbitas de otros planetas y ocasionalmente chocando contra ellos.

Los Cometas siguen órbitas muy excéntricas y alargadas, pasando muy cerca del Sol y alejándose hasta las órbitas exteriores, a menudo hasta más allá de los planetas para volver a acercarse de nuevo en períodos de décadas o siglos.

Luego están las Lunas, que no orbitan alrededor del Sol, sino de los planetas, en períodos de días, semanas o meses.

Mercurio y Venus no tienen Lunas. Los planetas gigantes tienen decenas. Marte tiene dos y la Tierra sólo una.

Las dos lunas de Marte son muy pequeñas, apenas el tamaño de asteroides y se cree que seguramente fueron originalmente asteroides capturados por la gravedad marciana.

Entre las lunas de los planetas gigantes las hay grandes y pequeñas, pero aún las más grandes son insignificantes, tienen una masa miles de veces más pequeña que los planetas alrededor de los que orbitan.

La Luna es, en comparación con el tamaño de la Tierra, la más grande del Sistema Solar: tiene una masa de 1'5% de la masa terrestre.

Durante mucho tiempo los científicos se preguntaron cómo se habían formado esas lunas y varias de sus teorías afirmaban que se formaron al mismo tiempo que los planetas en las mismas órbitas planetarias que siguen ocupando o que iniciaron su existencia como pequeños planetas y luego fueron capturados por la fuerza gravitatoria de un planeta mayor.

Pero la Luna no parece haber tenido ese origen y algunos astrónomos han elaborado la teoría de que el origen de la Luna fue el resultado de una colisión planetaria.

El Origen de la Luna

Colisión de la Tierra y Theia

El Sistema Solar estaba naciendo. De una nube de gas y polvo, restos de las explosiones de varias estrellas, se formaron millones de planetesimales que fueron uniéndose en colisiones cada vez más violentas hasta que apenas quedaron varios planetas gigantes y unas decenas de planetas medianos, entre ellos la Tierra.

Hace 4'5 Ga (Giga·años=Miles de Millones de años) Theia, un planeta del tamaño de Marte, chocó con la Tierra en lo que se ha dado en llamar La Gran Colisión.

Theia chocó con la Tierra a unos 12 Km/s, y no lo hizo de frente, sino de refilón, fragmentándose y rebotando hacia el espacio para quedar en órbita dejando detrás un gran cráter en la corteza terrestre.

El documental dice que fueron 42.000 Km/h. Tratándose de velocidades planetarias yo prefiero trabajar en Km/s, pero el resultado, 12 Km/s, es demasiado bajo. Yo creo que la colisión se produjo a una velocidad bastante más alta, entre 20 y 40 Km/s. 

Los escombros de Theia quedaron orbitando la Tierra como un anillo. Luego éstos se empezaron a unir para formar la Luna, que quedó desde entonces unida en el destino a la Tierra.

Muestras de Suelo Lunar

Cuando el Apolo XI protagonizó la primera misión tripulada a la Luna, en 1.969, los astronautas trajeron de allí más de 300 Kg de rocas, fragmentos y polvo lunar para que lo analizaran los geólogos.

Los análisis de los años 70 revelaron muchos datos interesantes de la geología lunar, pero hoy en día la tecnología es muy superior y se puede extraer más información de los mismos fragmentos.

El elemento más abundante en las rocas lunares es, paradójicamente, un gas: el Oxígeno. Analizando determinadas características de ese Oxígeno se puede comprobar si es igual o distinto al Oxígeno de la Tierra.

El documental llama a estas características su "huella dactilar", y no dice en qué consiste. Supongo que debe referirse a la proporción de isótopos estables de Oxígeno (O16, O17 y O18) que son distintos en el océano, en las rocas o en el espacio debido a la desigual incidencia de radiaciones cósmicas. Es una pena que en el documental no lo aclaren.

Un pequeño fragmento lunar se ha analizado y, tal como se esperaba, en su composición hay gran cantidad de Oxígeno. Pero al analizar su 'huella dactilar' se comprueba que se corresponde muy exactamente con el Oxígeno de la Tierra.

De estos datos se concluye que el material del que está compuesta la Luna es el mismo que el de la Tierra.

¿Está equivocada la Teoría del Impacto de Theia?

Impacto Lunar Pleno

Sarah Stewart cree que no, que efectivamente se produjo un impacto, pero no fue de refilón sino de frente.

Sinestia en torno al SolPiensa que al producirse la colisión se generó tanta energía que los fragmentos rebotados al espacio, de Theia y de la Tierra, se vaporizaron y se mezclaron. Se formó una Sinestia, una nube de rocas fundidas alrededor de la Tierra y en ella se formó la Luna compuesta por el material mezclado de ambos cuerpos.

Parte de la nube fue absorbida por la Luna y el resto volvió a caer a la Tierra, motivo por el cual ambos cuerpos comparten la misma huella dactilar de Oxígeno.

Tras varios experimentos en las instalaciones del Laboratorio Nacional de Sandia, donde cuentan con un potente colisionador de masas, el Z Pulsed Power Facility, y una serie de complejos cálculos, Stewart llega a la conclusión de que en la colisión de Theia con la Tierra, entre el 20 y el 30% de la masa terrestre se vaporizó y fue expulsada para formar la Sinestia de la que posteriormente nacería la Luna.

Los Minerales Desaparecidos

Sin embargo, aparte del Oxígeno, hay otras diferencias en la composición de la Tierra y la Luna. En la Luna hay menos Sodio y Potasio que en la Tierra.

Cuando a partir de la Sinestia se comenzó a formar la Luna, el bombardeo de rocas fue tan intenso y constante que la temperatura de la superficie alcanzó temperaturas muy elevadas, del orden de 2.000 grados.

A esa temperatura muchas rocas se funden y quedan en estado líquido, pero el Sodio y el Potasio se evaporan, se convierten en gas y se separan de la luna en formación. Cuando la Sinestia fue absorbida por la masa terrestre se llevó todo el Potasio y Sodio que había perdido la Luna.

Eso implica que la Luna se formó quizás unos mil años antes de que el resto de la Sinestia acabara volviendo a la Tierra.

El Hombre de la Luna

Aparte de los Planetas, existen muchas lunas en el Sistema Solar, algunas de ellas bastante grandes e interesantes.

Como Ío, cubierto de volcanes. Encélado cubierto de Hielo y con gigantescos geíseres en el polo Sur. O Titán, con su atmósfera en la que se producen lluvias de Metano.

La Luna de la Tierra es la única que muestra grandes manchas en su superficie, manchas oscuras que cubren extensas zonas tan grandes como muchos países de la Tierra y en las que los humanos hemos creído ver el dibujo de una cara.

Distintos pueblos, distintas culturas, ven distintas cosas en esas manchas. Los occidentales creemos ver una cara, los japoneses a dos amantes besándose, los americanos un conejo.

La Cara de la Luna La Luna de los Amantes El Conejo de la Luna

Supongo que cada persona podrá ver algo distinto.

Y con la astronáutica hemos podido ver también el lado oculto de la Luna y comprobado que en ella no existen esas manchas.

En el año 2.009 se lanzó la sonda espacial Lunar Reconnaissance Orbiter que desde entonces ha viajado alrededor de la Luna en una órbita polar y fotografiando su superficie con rayos Infrarrojos.

Un análisis de la composición del suelo lunar ha revelado que esas manchas oscuras contienen gran cantidad de Hierro, mientras que este elemento apenas se da en el resto de la Luna.

¿Por qué ocurre esto?

Se cree que la diferencia puede deberse a colisiones de asteroides que modificaron la composición de su superficie, pero para que esto fuera así deberían ser colisiones gigantescas y ¿por qué sólo en el lado más cercano a la Tierra?

En las Antípodas de la Luna

Peter Schultz, intenta reproducir este fenómeno.

Trabaja en Palo Alto, California, y dispone de un cañón capaz de lanzar pequeñas bolas de material a una velocidad muy elevada, 7 Km/s, contra diversos objetivos para saber cómo reacciona el terreno al impacto de asteroides.

Cuenca Aitken en el Sur de la LunaHa observado que en la cara oculta de la Luna no existen manchas oscuras, pero sí existen las huellas de un gran impacto, la Cuenca Aitken. Está situado cerca del Polo Sur en el extremo opuesto de la mayor parte de las manchas lunares.

Piensa que el impacto de un asteroide gigante puede haber sido la causa de que se formasen las manchas oscuras en el extremo opuesto de la Luna.

Para probar su teoría dispara una bola de vidrio contra una esfera del mismo material y graba con una cámara ultrarrápida los efectos del impacto.

Comprueba que en el lugar del impacto se forma un gran cráter, pero las ondas se extienden por todo el interior y la superficie de la esfera concentrándose en el extremo opuesto y provocando importantes grietas y roturas en una zona más extensa que la dañada por el impacto.

Este experimento demuestra lo que yo llevo defendiendo desde hace años, que los impactos de grandes asteroides provocan importantes daños en forma de terremotos, grietas y volcanes en el extremo opuesto del planeta. Podéis verlo en Terremotos de Impacto de Asteroide.

Ocurrió hace 250 Ma, cuando un Impacto de Asteroide en la Antártida causó las Fosas Siberianas, que iniciaron La Gran Extinción del Pérmico. Y hace 65 Ma, cuando El Asteroide de Yucatán causó en las antípodas la catástrofe de Las Fosas de Deccan, en la India, que en ese momento estaba derivando por el Índico millones de años antes de chocar con Asia. Eso fue lo que mató a los dinosaurios.

¿Puede esto explicar el origen del Hombre de la Luna?

La Corteza Excéntrica de la Luna

Desde el principio de la Historia hemos visto siempre la misma cara de la Luna. Las personas más lógicas supusieron que el otro lado sería similar. Los más imaginativos pensaron que habría bosques, ríos, paradisíacos paisajes y seres celestiales.

No fue hasta finales de los años 1.950 cuando las primeras naves rusas pasaron por detrás de la Luna, la fotografiaron y comprobaron que en la cara oculta no había bosques, pero tampoco era similar a la cara visible.

Conforme mejoran nuestras sondas y los sistemas de observación hemos podido aprender mucho más y hemos llegado a saber incluso cómo están conformadas las capas internas de la Luna.

Tal como la Tierra, la Luna tiene una corteza de rocas y materiales más livianos que los que se encuentran en el interior del planeta. En la Tierra el grosor varía según si hay continentes u océanos. En la Luna también se esperaba que hubiera variaciones dependiendo de la altura del terreno.

Pero se ha comprobado algo sorprendente, que el grosor de la corteza en la cara visible es de unos 25 Km mientras que en el lado opuesto ronda los 60 Km.

Se ha especulado con que pudo deberse a un impacto gigantesco, pero eso hubiera ocasionado otros efectos que en la Luna, sencillamente, no están.

El Geólogo Planetario Erik Asphaug piensa que sí hubo una colisión, pero a una velocidad muy lenta, tanto que apenas se produjeron incidencias sísmicas ni salpicaduras de escombros al espacio, sino que la masa del asteroide se mezcló con la de la luna y se redistribuyó sobre su superficie formando una corteza más gruesa que por las antípodas.

Pero un asteroide procedente de más allá de la órbita terrestre, conforme se acerca iría acelerando atraído por el Sol y al chocar con la Luna lo haría a velocidades mucho más elevadas. Así que Erik piensa que el cuerpo que chocó con la Luna no fue un asteroide que viniera de más allá, sino un objeto que estuviera por aquí cerca: Una segunda luna.

En un potente ordenador ha creado un escenario virtual en el que rigen las principales leyes físicas, Gravedad, Aceleración, Conservación de Momento Angular y Energía Cinética, etc. En él ha colocado la Tierra y dos lunas orbitando en determinadas condiciones.

La Simulación muestra cómo ambas lunas llegan a colisionar a una baja velocidad y la masa de ambas se redistribuye para recuperar la forma esférica.

¿Podría esto explicar la excentricidad de la corteza de la Luna?

En mi opinión

Permitidme discrepar.

Si en un espacio ingrávido hay una nube de materiales heterogéneos con distintas masas y de ella se forma un planeta, éste tendrá una forma perfectamente esférica con las capas internas divididas en estratos, según su peso, perfectamente esféricos. Por simplificar supondremos que sólo hay dos materiales, Hierro y Silicio, formando un núcleo y una corteza. Tanto el Núcleo como la Corteza serán perfectamente esféricos y concéntricos.

Núcleo de un Planeta en RotaciónSi la nube está en rotación, el planeta quedará en rotación y la fuerza centrífuga hará que quede achatado por los polos. Su diámetro ecuatorial será mayor que el polar. Como el Hierro es más pesado estará menos achatado y por tanto la corteza será más gruesa en el ecuador que en los polos. Aún así, el Núcleo y la Corteza seguirán siendo concéntricos.

Pero si cerca del planeta existe un planeta mayor, la nube original estará orbitando el planeta mayor. Entonces pueden ocurrir dos cosas, dependiendo de la velocidad de rotación de la nube.

Núcleo de una Luna con Rotación CapturadaSi la nube tiene una rotación IGUAL a la velocidad de traslación alrededor del planeta mayor, el núcleo que se forme estará centrado ligeramente hacia el planeta mayor y por tanto la corteza será más delgada por la parte más cercana al planeta mayor que por la opuesta. Que es lo que hemos observado que ocurre en la Luna y la Tierra.

Si la rotación de la nube hubiera sido distinta de la velocidad de traslación, la Luna no hubiera tenido esta variación y la corteza tendría el mismo grosor por la parte más cercana y la opuesta.

Esto demuestra, en mi opinión, que cuando la Luna se formó, estando su material aún fundido, ya estaba en rotación sincrónica con su órbita alrededor de la Tierra y los estratos de la Luna, especialmente su corteza, se ajustaron a la forma y distribución que le impuso la masa de la Tierra.

Para más detalles sobre este tema, leed El Corazón Excéntrico de la Tierra.

En cuanto a la teoría de Erik Asphaug sobre la Colisión Lenta, no sé cómo justifica que se pueda producir. Y ¿a qué velocidad llama una velocidad lenta? ¿1 Km/s? ¿5 Km/s?

Según lo que yo sé, un cuerpo que caiga a la Tierra va acelerando continuamente, y mientras más cerca esté con más aceleración. Al producirse el choque la velocidad mínima (salvo resistencia del aire en el caso de meteoritos pequeños) es de 11 Km/s.

Ver Ficha de El Secreto Oscuro de la Luna de la serie Desmontando el Cosmos

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