La superficie con hoyos de la Luna cuenta una historia de impactos repetidos durante un largo período de tiempo. Si bien la geología activa de la Tierra borra la mayoría de las pruebas de impactos, la Luna no tiene ningún mecanismo que pueda hacer lo mismo. Así que ahí está, clara evidencia de un pasado rico en impacto.
El registro visible de cráteres lunares se utiliza para comprender la formación y la historia de la Tierra, ya que los períodos de impactos frecuentes afectarían a ambos cuerpos de manera similar. Pero algo anda mal en nuestra comprensión de la historia de la Luna. La datación de los cráteres de impacto, la dinámica de los asteroides, las muestras lunares, las simulaciones de formación de cuencas de impacto y el modelado de la evolución lunar sugieren que faltan algunas pruebas de los primeros impactos de la Luna.
Una nueva investigación dice que hubo impactos de formación de cuencas aún más grandes de lo que pensamos. Los científicos creen que algunos de esos impactos dejaron huellas de cráteres que son casi invisibles.
La investigación profundiza en la antigua fase de magma de la Luna. Al principio de su historia, la Luna era un vasto océano global de magma. Los grandes impactos que ocurrieron cuando el magma se enfrió durante millones de años pueden haber dejado su huella. Pero no se parecerían a las huellas de los impactos cuando la Luna fuera sólida.
El nuevo artículo se titula ' Cráteres de gran impacto durante la solidificación del océano de magma lunar . ' Está publicado en la revista Nature Communications. La autora principal es la profesora asociada Katarina Miljkovic, de la Escuela de Ciencias de la Tierra y Planetarias de Curtin y del Centro de Tecnología y Ciencia Espacial.
Hace más de cuatro mil millones de años, el océano de magma lunar se solidificó. Los impactos que ocurrieron durante ese tiempo, mientras la Luna se enfriaba, dejaron huellas de cráteres que son casi invisibles.
En un comunicado de prensa, el autor principal Miljkovic dijo: “Estos grandes cráteres de impacto, a menudo denominados cuencas de impacto, formados durante la solidificación del océano de magma lunar hace más de cuatro mil millones de años, deberían haber producido cráteres de aspecto diferente, en comparación con los formados más tarde. en la historia geológica '.
La joven Luna fundida tardó millones de años en enfriarse. Durante ese tiempo, la superficie estaba blanda y, obviamente, los impactos dejarían huellas muy diferentes a las que vemos ahora en la superficie de la Luna.
'Una Luna muy joven se había formado con un océano de magma global que se enfrió durante millones de años, para formar la Luna que vemos hoy', dijo Miljkovic. 'Entonces, cuando los asteroides y otros cuerpos golpean una superficie más blanda, no habría dejado huellas tan severas, lo que significa que habría poca evidencia geológica o geofísica de que se haya producido el impacto'.
El cráter Tycho es uno de los más brillantes de la Luna. Es relativamente joven, de unos 108 millones de años. Un sistema de rayos de rayas radiales de material es visible centrado en Tycho. Los impactos que ocurrieron cuando la Luna era un océano de magma que se enfría se verían muy diferentes. Crédito de la imagen: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=51289
'El período de tiempo para la solidificación del océano de magma lunar varía significativamente entre los diferentes estudios, pero podría haber sido lo suficientemente prolongado como para experimentar algo de la historia de bombardeos de gran impacto típica de los primeros períodos de la evolución del sistema solar', dijo Miljkovic.
Los investigadores no están seguros de cuándo se enfrió y solidificó el océano de magma lunar. Diferentes estudios han arrojado resultados diferentes. Algunos estudios sugieren que se enfrió dentro de unos 10 millones de años después de su formación, algunos estudios dicen que mucho más, hasta 200 millones de años. Y otra investigación muestra que algunas regiones se enfriaron mucho más lentamente y tardaron hasta 500 millones de años en solidificarse. 'Las edades radiogénicas de la corteza lunar van desde 4,47 ~ Ga hasta 4,31 ~ Ga, que se encuentra ampliamente dentro de este rango ...' escriben los autores en su artículo.
Los investigadores piensan que la Luna parcialmente solidificada habría tenido una capa de baja viscosidad entre la corteza y el manto, algo así como una capa de fusión. Cuando un asteroide lo suficientemente grande como para crear una cuenca de impacto golpeó la Luna, la cuenca '... sería susceptible a una relajación de la corteza inmediata y extrema formando firmas topográficas y de espesor de la corteza casi no identificables'. La evidencia de estos impactos puede no ser detectable, lo que encaja con otra evidencia que muestra que la Luna estuvo sujeta a más impactos al principio de la evolución Tierra-Luna.
Esta figura del estudio muestra perfiles promediados del relieve de la superficie y la interfaz corteza-manto para dos grupos de cuencas de impacto. El panel superior muestra los perfiles de tres cuencas de impacto antiguas formadas cuando la Luna todavía estaba parcialmente fundida. La parte inferior muestra dos cuencas de impacto más jóvenes de cuando la Luna era sólida. Tenga en cuenta los perfiles obvios del borde del cráter en el panel inferior, que faltan en el panel superior. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
Las rocas lunares recolectadas durante el programa Apolo sugieren que durante los primeros 200 millones de años de la Luna deberían haber ocurrido una serie de grandes impactos que forman cuencas de impacto. La evidencia sugiere que el registro de cráteres de ese período está incompleto. Investigación reciente muestra que podría haber habido hasta 200 impactos formadores de cuencas antes de 4.35 Ga que no se tienen en cuenta en el registro del cráter.
Esta figura del estudio muestra los resultados de las simulaciones del equipo. El panel superior es para un impactador de 60 km de diámetro que golpea la Luna a 17 km / sy el panel inferior es para un impactador de 120 km de diámetro que golpea la Luna a la misma velocidad. La parte superior es similar al tamaño del impacto que formó las cuencas Orientale o Nectaris, mientras que la parte inferior es similar al tamaño del impacto que formó la Cuenca Aitken del Polo Sur. Los paneles de la izquierda muestran los perfiles creados cuando la Luna no tiene una capa de fusión, y los paneles de la derecha muestran los perfiles creados cuando una capa de fusión se encuentra entre la corteza y el manto. Los resultados son por 3 horas después de los impactos. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
El estudio muestra que muchas cuencas de impacto antiguas serían casi irreconocibles en la Luna. Pero encontrarlos es importante para comprender la historia de la Luna y, por extensión, la historia de la formación de la Tierra y también de los otros planetas. También muestra que muchas cuencas de impacto, incluida la cuenca Aitken del Polo Sur, se formaron cuando la Luna no estaba completamente solidificada y todavía tenía una capa de fusión entre la corteza y el manto.
'Esas cuencas se habrían formado con una firma topográfica y cortical diferente en comparación con las cuencas más jóvenes, siempre que la capa de fusión tuviera un espesor de> 10? Km', escriben los investigadores en su artículo.
En comparación con las cuencas de impacto más jóvenes formadas cuando la Luna era sólida, estas cuencas antiguas tendrían firmas de espesor de la corteza menos prominentes y “… la firma topográfica no exhibiría anillos concéntricos prominentes. De hecho, cuanto más gruesa es la capa de fusión y más fina la corteza, mayor es la probabilidad de que la cuenca ni siquiera sea reconocible en el registro de cráteres ... ”, escriben.
Terminan su artículo diciendo que el número de cuencas de impacto antiguas es difícil de limitar. También señalan que su trabajo es '... consistente con las predicciones recientes de flujos de impacto más altos en la época prenectaria de lo que se infiere del registro de cráteres lunares observables'.
Esta figura del estudio muestra perfiles radiales de los impactos al final de la simulación. La parte superior es de un impactador de 60 km de diámetro y la parte inferior es de un impactador de 120 km de diámetro. Las diferencias entre las simulaciones con una capa de fusión y sin una capa de fusión son claras. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
Comprender los primeros impactos en la Luna es parte de comprender las primeras épocas del Sistema Solar y cómo se formaron los planetas y la Luna. Existen diferencias entre la teoría y la evidencia cuando se trata de cráteres lunares y la formación de la Luna. “En esta investigación, nos propusimos explicar la discrepancia entre la teoría y las observaciones del registro de embalajes lunares”, dijo el profesor asociado Miljkovic.
'Traducir este hallazgo ayudará a los futuros investigadores a comprender el impacto que la Tierra primitiva podría haber experimentado y cómo habría afectado la evolución de nuestro planeta', dijo Miljkovic.
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