Gráfico de la formación de la corteza lunar
Crédito: The University of Texas at Austin/Jackson School of Geosciences.
La Luna tuvo un comienzo difícil. Formada a partir de un fragmento de nuestro planeta despedido por una colisión planetaria, pasó sus primeros años cubierta por un océano global de magma fundido antes de enfriarse y formar la superficie serena que conocemos hoy en día.
Un equipo de investigación dirigido por la University of Texas/ Jackson School of Geosciences recreó en el laboratorio el derretimiento magmático que una vez formó la superficie lunar y descubrió nuevas ideas sobre cómo se formó el paisaje lunar moderno. Su estudio muestra que la corteza de la Luna inicialmente se formó a partir de rocas que flotaban en la superficie del océano de magma y se enfriaron. Sin embargo, el equipo también descubrió que uno de los grandes misterios de la formación del cuerpo lunar -cómo podría desarrollar una corteza compuesta de un solo mineral- no puede explicarse por la formación inicial de la corteza y debe haber sido el resultado de algún evento secundario .
Los resultados fueron publicados el 21 de noviembre en el Journal for Geophysical Research: Planets.
«Es fascinante para mí que haya un cuerpo tan grande como la Luna completamente fundido», dijo Nick Dygert, profesor asistente de la University of Tennessee- Knoxville, quien dirigió la investigación mientras era investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Geológicas. «Que podamos realizar estos experimentos simples, en estas diminutas cápsulas aquí en la Tierra y hacer predicciones de primer orden sobre cómo habría evolucionado un cuerpo tan grande es una de las cosas realmente emocionantes de la física mineral».
Dygert colaboró con el Profesor Asociado de la Jackson School Jung-Fu Lin, el Profesor James Gardner y el estudiante de doctorado Edward Marshall, así como Yoshio Kono, un científico del Geophysical Laboratory de la Carnegie Institution de Washington.
Grandes porciones de la corteza de la Luna están compuestas en un 98% por plagioclasa, un tipo de mineral. Según la teoría predominante, cuestionada por el estudio, la pureza se debe a que la plagioclasa flota en la superficie del océano de magma durante cientos de millones de años y se solidifica en la corteza de la Luna. Esta teoría se basa en que el océano de magma tiene una viscosidad específica, un término relacionado con la fluidez del magma, que permitiría que la plagioclasa se separe de otros minerales densos con los que cristalizó y ascienda a la cima.
Dygert decidió probar la plausibilidad de esta teoría midiendo directamente la viscosidad del magma lunar. La hazaña consistió en recrear el material fundido en el laboratorio mediante la fusión instantánea de polvos minerales en proporciones lunares en un aparato de alta presión en una instalación de sincrotrón, una máquina que dispara un rayo concentrado de rayos X de alta energía y luego mide el tiempo. Se necesitó una esfera resistente a la fusión para hundirse a través del magma.
«Anteriormente, no había datos de laboratorio para respaldar modelos», dijo Lin. «Así que esta es realmente la primera vez que tenemos resultados experimentales de laboratorio confiables para comprender cómo se formó la corteza y el interior de la Luna».
El experimento descubrió que el magma derretido tenía una viscosidad muy baja, en algún lugar entre la del aceite de oliva y la del jarabe de maíz a temperatura ambiente, un valor que habría respaldado la flotación de la plagioclasa. Sin embargo, también habría llevado a la mezcla de plagioclasa con el magma, un proceso que atraparía otros minerales entre los cristales de plagioclasa, creando una costra impura en la superficie lunar. Debido a que las investigaciones basadas en satélites demuestran que una porción significativa de la corteza en la superficie de la Luna es pura, un proceso secundario debe haber expuesto una capa más profunda, más joven y más pura de la corteza de flotación. Dygert dijo que los resultados apoyan un «vuelco cortical» en la superficie lunar donde la vieja corteza mixta fue reemplazada por depósitos jóvenes, flotantes y calientes de plagioclasa pura. La corteza más vieja también podría haber sido erosionada por los asteroides que chocan contra la superficie de la Luna.
Dygert dijo que los resultados del estudio ejemplifican cómo los experimentos a pequeña escala pueden conducir a una comprensión a gran escala de los procesos geológicos que construyen cuerpos planetarios en nuestro sistema solar y otros. «Veo a la Luna como un laboratorio planetario», dijo Dygert. «Es tan pequeño que se enfrió rápidamente, y no hay atmósfera o placas tectónicas para aniquilar los primeros procesos de evolución planetaria. Los conceptos que se describen aquí podrían aplicarse a casi cualquier planeta».
Traducción de:
https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171121132524.htm
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