¿Cómo puede ocultar su edad verdadera un cráter lunar de apariencia joven?

Una caldera volcánica de aspecto joven en la Luna ha sido interpretada como evidencia de actividad volcánica lunar relativamente reciente, pero una nueva investigación sugiere que quizás no es tan joven.

Durante su orbita alrededor de la Luna en 1971, la tripulación del Apolo 15 fotografió una extraña formación geológica, una depresión en forma de D de aproximadamente dos millas de largo y una milla de ancho que ha fascinado a los científicos planetarios desde entonces. Algunos han sugerido que la formación, conocida como Ina, es la evidencia de una erupción volcánica en la Luna sucedida hace menos de 100 millones de años – mil millones de años después de la época en que se cree que cesó la actividad volcánica en la Luna.

Pero una nueva investigación dirigida por los geólogos de la Universidad Brown sugiere que Ina no es tan joven después de todo. El análisis, publicado en la revista Geology, concluye que la formación se formó realmente por una erupción ocurrida hace alrededor de 3.500 millones de años, aproximadamente en la misma época que se formaron los depósitos volcánicos oscuros que vemos en la cara visible de la Luna.

Es el tipo peculiar de lava que surgió de Ina lo que ayuda a esconder su edad, dicen los investigadores.

“Aunque sería muy interesante que Ina se haya formado en el pasado geológico reciente, simplemente no creemos que sea así”, dijo Jim Head, coautor del artículo y profesor del Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences de la Universidad de Brown. “El modelo que hemos desarrollado para la formación de Ina lo coloca firmemente dentro del período de actividad volcánica máxima en la Luna hace varios miles de millones de años”.

Apariencia juvenil

Ina se encuentra cerca de la cumbre de un montículo de roca basáltica suavemente inclinado, lo que ha llevado a muchos científicos a concluir que es probablemente la caldera de un volcán lunar antiguo, sin estar claro cuan antiguo es. Mientras que los flancos del volcán parecen tener miles de millones de años, la caldera de Ina parece mucho más joven. Una muestra de la juventud es su aspecto brillante con respecto a sus alrededores. El brillo sugiere que Ina no ha tenido tiempo de acumular tanto regolito, la capa de roca suelta y polvo que se acumula en la superficie lunar con el paso del tiempo.

Una imagen en relieve (rojo y amarillo indican una elevación más alta) muestra los montículos volcánicos de Ina que se elevan desde el suelo de la caldera. Crédito: NASA / GSFC / ASU

 

Luego están los montículos distintivos de Ina – aproximadamente 80 suaves colinas de roca, algunas tan altas como 100 pies, que dominan el paisaje dentro de la caldera. Los montículos parecen tener mucho menos cráteres de impacto en comparación con el área circundante, otro signo de juventud relativa. Con el tiempo, se espera que una superficie acumule cráteres de varios tamaños a tasas bastante constantes. Así que los científicos utilizan el número y el tamaño de los cráteres para estimar la edad relativa de una superficie. En 2014, un equipo de investigadores realizó un cuidadoso recuento de cráteres en los montículos de Ina y concluyó que debían de estar formados por lava que salió a la superficie en los últimos 50 a 100 millones de años.

“Fue un hallazgo realmente desconcertante”, dijo Head. “Creo que la mayoría de la gente está de acuerdo en que el volcán Ina se ha formado hace miles de millones de años, lo que significa que habría habido una pausa en la actividad volcánica de mil millones de años o más antes de la actividad que formó Ina. Queríamos ver si podría haber algo en la estructura geológica dentro de Ina que arroje nuestra estimación de su edad”.

¿No es tan joven?

Los investigadores observaron volcanes bien estudiados en la Tierra que podrían ser similares a Ina. Ina parece ser un cráter en un volcán de forma de escudo, una montaña suavemente inclinada similar al volcán Kilauea en Hawai. Kilauea tiene un cráter de pozo similar a Ina conocido como el cráter Kilauea Iki, que estalló en 1959.

A medida que la lava de esa erupción se solidificó, creó una capa de roca altamente porosa dentro del pozo, con vesículas subterráneas de hasta tres pies de diámetro y un espacio vacío de la superficie tan profundo como dos pies. Esa superficie porosa, dicen Head y sus colegas, es creada por la naturaleza de la lava erupcionada en las últimas etapas de eventos como éste. A medida que el suministro de lava subsuperficial comienza a disminuir, entra en erupción como “espuma magmática” – una mezcla burbujeante de lava y gas. Cuando esa espuma se enfría y solidifica, forma una superficie altamente porosa.

Una erupción en Kilauea Iki en 1959 fue probablemente similar a la erupción que formó Ina en la Luna. Crédito: USGS

 

Los investigadores sugieren que la erupción de Ina también habría producido espuma magmática. Y debido a la disminuida gravedad de la Luna y a su atmósfera casi ausente, la espuma lunar habría sido aún más esponjosa que en la Tierra, por lo que se espera que las estructuras dentro de Ina sean aún más porosas que en la Tierra. Es la alta porosidad de esas superficies lo que hace confusa la antigüedad de Ina, ocultando la acumulación de regolito e influyendo sobre el recuento de cráteres. Una superficie altamente porosa, según los investigadores, permitiría que la roca suelta y el polvo se filtraran en el espacio vacío de la superficie, haciendo que parezca que se ha acumulado menos regolito. Ese proceso se perpetuaría por la agitación sísmica en la región, gran parte de la cual es causada por los impactos de meteoros en curso. “Es como golpear en el lado de un tamiz para hacer pasar la harina”, dijo Head.

“El regolito empuja en los agujeros en lugar de sentarse en la superficie, lo que hace que Ina parezca mucho más joven”. La porosidad también podría sesgar los recuentos de cráteres. Experimentos de laboratorio utilizando un cañón de proyectil de alta velocidad han demostrado que los impactos en objetivos porosos hacen cráteres mucho más pequeños. Debido a la extrema porosidad de Ina, dicen los investigadores, sus cráteres son mucho más pequeños de lo que normalmente serían, y muchos cráteres podrían no ser visibles en absoluto. Eso podría alterar drásticamente la estimación de la edad derivada de los recuentos de cráteres. Los investigadores estiman que la superficie porosa reduciría en un factor tres el tamaño de los cráteres en los montículos de Ina. En otras palabras, un impactador que haría un cráter de 100 pies de diámetro en la roca madre de basalto lunar haría un cráter de un poco más de 30 pies en un depósito de espuma. Teniendo en cuenta esa relación de escalamiento, el equipo obtiene una edad revisada para los montículos Ina de unos 3.500 millones de años. Esto es similar a la edad superficial del escudo volcánico que rodea a Ina y coloca la actividad Ina dentro del tiempo de vulcanismo común en la Luna. Los investigadores creen que este trabajo ofrece una explicación plausible para la formación de Ina sin tener que invocar la desconcertante pausa en la actividad volcánica “Creemos que el aspecto joven de Ina es la consecuencia natural de las erupciones de espuma magmática en la Luna”, dijo Head. “Estos relieves creados por estas espumas simplemente parecen mucho más jóvenes de lo que son”.

Traducción de:

https://news.brown.edu/articles/2017/03/ina

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