Polvo revela la edad de la Luna

El polvo lunar que recogieron astronautas del Apollo 17 en la década de 1970 reveló que la Luna es 40 millones de años más antigua de lo que se creía.

Tras alunizar el 11 de diciembre de 1972, los astronautas de la Nasa, Eugene Cernan y Harrison Schmitt, recogieron rocas y polvo de la superficie lunar.

Un nuevo análisis de esa muestra detectó cristales de circón y determinó que tenían 4.460 millones de años. Los cálculos anteriores estimaron que la Luna, formada por una colisión celeste masiva, tenía 4.425 millones de años.

Los resultados se publicaron este lunes en la revista académica Geochemical Perspectives Letters.

“Estos cristales son los sólidos más antiguos hasta ahora conocidos que se formaron tras el impacto gigante. Y como sabemos la antigüedad de estos cristales, sirven de anclaje para la cronología lunar”, afirmó en un comunicado Philipp Heck, autor principal del estudio y conservador Robert A. Pritzker de Meteorología y Estudios Polares del Museo Field de Historia Natural de Chicago.

Los primeros días de nuestro sistema solar, cuando la Tierra aún estaba formándose y creciendo, fueron caóticos, con cuerpos rocosos que colisionaban a menudo en el espacio.

Según los investigadores, en esa época, hace más de 4.000 millones de años, un objeto del tamaño de Marte chocó contra la Tierra, arrojando un gran trozo rocoso que se convirtió en la Luna.

Pero los científicos han tenido dificultades para determinar con precisión la fecha de este acontecimiento crucial.

La energía del impacto del objeto del tamaño de Marte contra la Tierra fundió la roca que acabaría formando la superficie lunar.

“Cuando la superficie quedó fundida de esa manera, los cristales de circón ya no podían formarse y perdurar. Por tanto, los cristales de la superficie lunar debieron formarse después de que se enfriara el océano de magma lunar”, explica Heck, que también es director del Negaunee Integrative Research Center del museo y profesor del departamento de Ciencias Geofísicas de la Universidad de Chicago.

“De lo contrario, se habrían fundido y sus firmas químicas se habrían borrado”.

Análisis atómico de alta tecnología

Investigaciones anteriores del coautor del estudio Bidong Zhang, investigador adjunto del departamento de Ciencias de la Tierra, Planetarias y Espaciales de la Universidad de California en Los Ángeles, habían sugerido que determinar la edad de los cristales dentro del polvo lunar podría revelar también la edad real de la Luna.

Zhang y su coautora Audrey Bouvier, catedrática de Planetología Experimental de la Universidad de Bayreuth, Alemania, se pusieron en contacto con Heck y con la autora principal del estudio, Jennika Greer, investigadora asociada en Ciencias de la Tierra de la Universidad de Glasgow, para observar los cristales a nanoescala mediante una técnica avanzada que permitiera determinar su composición química y precisar la edad de la Luna.

Esta investigación marca el primer uso del método analítico de datación de los cristales con tomografía de sonda atómica y se llevó a cabo utilizando instrumentos de la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois, según los autores del estudio.

“En la tomografía de sonda atómica, empezamos afilando un trozo de la muestra lunar hasta obtener una punta muy afilada, utilizando un microscopio de haz de iones focalizado, casi como un sacapuntas muy elegante”, explica Greer, que era doctoranda en el Field Museum y la Universidad de Chicago cuando trabajó en el estudio.

“A continuación, utilizamos láseres ultravioleta para evaporar los átomos de la superficie de la punta. Los átomos viajan a través de un espectrómetro de masas, y la velocidad a la que se mueven nos dice lo pesados que son, lo que a su vez nos dice de qué están hechos”.

El análisis mostró cuántos átomos de uranio dentro de los cristales de circón experimentaron desintegración radiactiva. Los elementos pueden transformarse si sus átomos contienen una configuración inestable de protones y neutrones, provocando la desintegración de algunos de ellos, como ocurre con la desintegración del uranio para convertirse en plomo.

Al seguir la pista del tiempo que tarda este proceso, los científicos pueden determinar la edad de algo comparando la proporción de átomos de uranio y plomo.

“La datación radiométrica funciona un poco como un reloj de arena”, explica Heck.

“En un reloj de arena, la arena fluye de un bulbo de cristal a otro, y el paso del tiempo se indica por la acumulación de arena en el bulbo inferior. La datación radiométrica funciona de forma similar, contando el número de átomos progenitores y el número de átomos hijos en los que se han transformado. El paso del tiempo puede calcularse entonces porque se conoce la tasa de transformación”.

La parte más antigua de la Luna

El equipo de investigación utilizó isótopos de plomo dentro de la muestra de polvo lunar para determinar que los cristales tenían 4.460 millones de años, lo que indica que la Luna también debe tener al menos esa edad.

“Es asombroso poder tener la prueba de que la roca que estás sosteniendo es el trozo más antiguo de la Luna que hemos encontrado hasta ahora”, dijo Greer.

“Es un punto de anclaje para tantas preguntas sobre la Tierra. Cuando se conoce la edad de algo, se puede comprender mejor lo que le ha sucedido en su historia”.

Aunque las muestras lunares se devolvieron a la Tierra hace más de 50 años, ha llevado tiempo desarrollar la tecnología necesaria para realizar un análisis tan detallado de los cristales.

Por este motivo, la Nasa ha esperado hasta los últimos años para revelar algunas de las muestras prístinas recogidas durante la era de las misiones Apollo, lo que ha permitido conocer mejor el satélite natural de nuestro planeta utilizando los métodos más avanzados.

“La Luna es un socio importante en nuestro sistema planetario”, dijo Heck.

“Estabiliza el eje de rotación de la Tierra, es la razón por la que hay 24 horas en un día, es la razón por la que tenemos mareas. Sin la Luna, la vida en la Tierra sería diferente. Es una parte de nuestro sistema natural que queremos comprender mejor, y nuestro estudio proporciona una pequeña pieza de rompecabezas en todo ese cuadro”, cerró.

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