La primera explosión nuclear ayuda a probar la teoría de la formación lunar

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Los cristales radiactivos que se encontraron cubriendo el suelo después de la primera prueba de una explosión provocada por una bomba atómica están siendo utilizados por los científicos para probar teorías sobre la formación de la Luna hace unos 4.500 millones de años.

 

En un nuevo estudio realizado en la Scripps Institution of Oceanography de la California University de San Diego, el profesor James Day y sus colegas examinaron la composición química del zinc y otros elementos volátiles contenidos en el vidrio de color verde, llamado trinitita, materiales radiactivos formados bajo las temperaturas extremas que resultaron de la explosión de la bomba de plutonio de 1945. Las muestras de ensayo analizadas se recogieron entre 10 metros (30 pies) y 250 metros (800 pies) desde el punto cero en el sitio de prueba de Trinity en Nuevo México.

 

En comparación con las muestras recogidas más lejos,  los cristales encontrados más cerca del sitio de detonación carecían de elementos volátiles como el zinc. El zinc que estaba presente se enriqueció en los isótopos más pesados y menos reactivos, que son formas de estos elementos con diferente masa atómica pero las mismas propiedades químicas.

 

El zinc y otros elementos volátiles, que se vaporizan a altas temperaturas, se “secaron” cerca de la explosión, a diferencia de los más alejados de la explosión. Los hallazgos fueron publicados en la edición del 8 de febrero de la revista Science Advances.

 

“Los resultados muestran que la evaporación a altas temperaturas, similar a la que se produce al comienzo de la formación del planeta, conduce a la pérdida de elementos volátiles y al enriquecimiento en isótopos pesados en los materiales sobrantes del evento”, dijo Day, autor principal del estudio. “Esta era la opinión corriente, pero ahora tenemos evidencia experimental para demostrarlo”.

 

Los científicos han sugerido durante mucho tiempo que reacciones químicas similares ocurrieron cuando una colisión entre la Tierra y un cuerpo planetario de tamaño de Marte produjo escombros que finalmente formaron la Luna. El análisis de Day y sus colegas encontró similitudes entre la trinitita y las rocas lunares: ambas tienen muy pocos en elementos volátiles y contienen poco o nada de agua.

 

El estudio de Day proporciona nuevas pruebas para apoyar la “teoría del impacto gigante” de la formación de la Luna.

 

El delgado manto de trinitita en el sitio de pruebas del desierto de Nuevo México, que se extendía aproximadamente hasta 350 metros (1.100 pies) desde el punto cero, se formó a partir del calor, a medida que las reacciones nucleares ocurrieron. Los resultados del estudio mostraron que los elementos volátiles sufren las mismas reacciones químicas durante eventos extremos de temperatura y presión, ya sea que se produzcan en la Tierra o en el espacio exterior.

 

“Utilizamos lo que fue un acontecimiento que cambió la historia a beneficio científico, obteniendo información científica nueva e importante de un evento de hace 70 años que cambió la historia humana para siempre”, dijo Day, director del Laboratorio de Isótopos de Geoquímica de Scripps.

Traducción de:

https://www.sciencedaily.com/releases/2017/02/170208151340.htm

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Las muestras traídas de la Luna por el programa Apolo se están deshaciendo

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Las rocas lunares traídas en los 70 se están convirtiendo literalmente en polvo. El tamaño medio de las partículas observadas ha disminuido más de la mitad. El contacto con el vapor de agua terrestre, causa probable de su deterioro. La NASA conserva en nitrógeno y sin examinar el 83% de las rocas que trajo.

Hace más de cuatro décadas, los astronautas del programa Apolo trajeron 382 kilos de rocas lunares a la Tierra, ‘recuerdo’ y muestra para el estudio científico de los viajes emprendidos al satélite entre 1969 y 1972. Sin embargo, no están resistiendo el paso del tiempo y un estudio alerta de que se han deteriorado significativamente.

Los científicos han encontrado que el tamaño medio de las partículas, en un conjunto de 20 muestras diferentes de suelo traídas por las naves Apolo y mantenidas en los laboratorios para su uso en investigación, ha disminuido en más de la mitad desde que las muestras se midieron por primera vez hace 40 años.

“Puede ser que sea exacto decir que los suelos lunares traídos por el programa Apolo se están literalmente convirtiendo en polvo”, según el estudio dirigido por Bonnie Cooper, de la Universidad de Hanyang en Corea del Sur.

El 83% de ese material permanece sin examinar conservado en nitrógeno en el Centro Espacial Johnson de la NASA (JSC) en Houston, explicó Cooper a Space.com. El otro 17% se ha destinado al estudio en diferentes laboratorios. Las 20 muestras que Cooper y su equipo consultaron pertenecían a este último grupo.

Entre 2007 y 2012, se utilizaron técnicas de difracción láser para medir los tamaños de partículas en las muestras. Los investigadores compararon sus resultados con las mediciones de suelos originales, que se hicieron en la década de 1970 utilizando tamices.

Las diferencias entre los dos conjuntos de datos son elocuentes. Por ejemplo, el diámetro de partícula medio se ha reducido de 78 micras a 33 micras. Y en los datos originales de tamiz, el 44% de las partículas del suelo tenían entre 90 y 1.000 micras de ancho; hoy en día, sólo el 17% de las partículas son tan grande.

La explicación más probable para la degradación es el daño causado por el vapor de agua, dicen los científicos. “La lixiviación por el vapor de agua hace que la superficie específica de una muestra de suelo lunar se multiplique y se desarrolle un sistema de poros”, han escrito en su estudio, publicado en la revista Nature Geoscience. Los nuevos resultados sugieren que las muestras de suelo del programa Apolo que están siendo estudiados por los científicos no son prístinas, dijo Cooper.

“La gente no debe asumir que las muestras de suelo lunar Apolo siguen siendo representativas de los suelos que se encuentran en el entorno natural de la Luna, especialmente si han estado expuestas a la atmósfera. Además de la distribución de tamaño de partícula, otras propiedades geotécnicas también deben haber cambiado. También, por ejemplo, el agua que se encuentra en la muestra puede tomarse como lunar en su origen, cuando en realidad es el resultado de la contaminación”.

Fuente:

http://www.rtve.es/noticias/20150903/muestras-traidas-luna-programa-apolo-se-estan-deshaciendo/1211580.shtml

Identifican el origen del agua en la Luna

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Un estudio nuevo ha demostrado que la mayor parte del agua que hay en la Luna procede de meteoritos originados en asteroides, que cayeron en ella hace entre 4500 y 4300 millones de años. Crédito:  LPI/David A. Kring.

La Luna contiene cantidades pequeñas pero potencialmente significativas de agua. Las muestras de roca reunidas por los astronautas de las misiones Apollo sugieren que el interior de la Luna contiene entre 10 y 300 partes por millón de agua. Aunque no es mucho, cuando es llevada a la superficie por episodios volcánicos o impactos que crean cráteres, puede quedar concentrada en regiones muy frías que se encuentran permanentemente en sombra de la superficie lunar. Los científicos están intrigados por la fuente de esa agua y de cómo fue conseguida por la Luna. ¿Procedía de cometas, asteroides o de alguna otra fuente?  En esa misma respuesta puede estar escondidas pistas adicionales sobre cómo se formó el Sistema Solar, como creció la Luna y cómo los impactos afectaron a la Luna cuando estaba en transición de ser una masa fundida a un cuerpo planetario con una corteza sustancialmente sólida.

Según un estudio nuevo, la mayor parte del agua del interior de la Luna fue transportada por asteroides, no cometas, durante la evolución temprana de la Luna, hace aproximadamente entre 4500 y 4300 millones de años.

En este estudio, un equipo internacional de científicos ha comparado la composición química e isotópica de sustancias volátiles lunares (incluyendo el agua) con los materiales volátiles de cometas y muestras de meteoritos de asteroides. Después calcularon la proporción de agua que podría haber sido transportada por esas dos poblaciones de objetos. Sus resultados indican que la mayoría (más del 80%) del agua del interior de la Luna, procedía de asteroides que son parecidos a meteoritos condríticos carbonáceos. El agua fue llevada cuando la Luna todavía estaba rodeada por un océano de magma y antes de que una corteza masiva (ahora convertida en las tierras altas blancas y brillantes de la Luna) impidiera que los objetos que chocaban aportasen cantidades significativas de material al interior lunar. Un transporte parecido de agua a la Tierra se habría producido durante este mismo intervalo de tiempo.

Fuente:

http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=7546%3Aidentifican-el-origen-del-agua-de-la-luna&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es

Intensa fracturación de la corteza lunar. El bombardeo de asteroides pequeños destrozó la corteza superior de la Luna.

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Los investigadores analizaron las firmas de gravedad de más de 1.200 cráteres (en amarillo) en la cara oculta de la luna.

Crédito: Cortesía de los Investigadores.

Los científicos creen que hace unos 4 mil millones de años, durante un período llamado el Bombardeo Pesado Tardío, la luna fue sometida a una golpiza por un ejército de asteroides arrojados contra su superficie que originaron cráteres y fisuras profundas. Esos impactos continuados incrementaron la porosidad de la luna,  abriendo una red de grandes grietas debajo de la superficie lunar.

Científicos del MIT (Massachusetts Institute of Technology) han identificado regiones en la cara oculta de la Luna, llamadas tierras altas lunares, que pueden haber sido tan fuertemente bombardeadas-sobre todo por pequeños asteroides-que los impactos destrozaron completamente la corteza superior, dejando dichas regiones extremadamente fracturadas y porosas. Los científicos encontraron que impactos posteriores en estas regiones altamente porosas pueden haber tenido el efecto contrario, sellando grietas y disminuyendo la porosidad.

Los investigadores observaron este efecto en la capa superior de la corteza-una capa a la que los científicos se refieren como megaregolito. Esta capa está dominada por cráteres relativamente pequeños, de 30 kilómetros o menos de diámetro. Por el contrario, parece que las capas más profundas de la corteza, afectadas por los cráteres más grandes, no están son tan destrozadas, son menos porosas y están menos fracturadas.

Jason Söderblom, un investigador del Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences del MIT, dice que la evolución de la porosidad de la luna puede dar a los científicos pistas para entender algunos de los procesos más tempranos de soporte de la vida que tuvieron lugar en el sistema solar.

“Todo el proceso de generación de espacios porosos dentro de las cortezas planetarias es críticamente importante en la comprensión de cómo el agua entra en el subsuelo”, dice Söderblom. “En la Tierra, creemos que la vida pudo haber evolucionado de alguna manera debajo de la superficie y el proceso que estudiamos es un mecanismo primario para crear bolsas y espacios vacíos debajo de la superficie. La luna es un lugar realmente ideal lugar para estudiarlo”.

Söderblom y sus colegas, entre ellos Maria Zuber, profesora de la cátedra E. A. Griswold de Geofísica y vicepresidente del área de investigación del MIT, han publicado sus hallazgos en la revista “Geophysical Research Letters”.

Cambios en la porosidad

El equipo de investigación utilizó datos obtenidos por el Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) de la NASA-dos naves espaciales gemelas en órbita alrededor de la luna durante 2012, cada una midió el tira y afloja de la otra como un indicador de la gravedad de la Luna.

Con los datos de GRAIL, los investigadores asignaron el campo de gravedad en y alrededor de más de 1.200 cráteres en la cara oculta de la luna. Esta región, las tierras altas lunares, constituye la superficie más antigua y llena de cráteres. Luego llevaron a cabo entonces un análisis denominado “corrección Bouger” para restar el efecto gravitacional de montañas, valles, y demás accidentes topologicos del campo de gravedad total. Lo que queda es el campo de gravedad por debajo de la superficie, dentro de la corteza de la luna.

“Hay una suposición que tenemos que hacer, la de que no hay cambios en el material mismo y que todos las protuberancias que observamos [en el campo de gravedad] tienen origen en los cambios en la porosidad y la cantidad de aire entre las rocas”, explica Söderblom.

Söderblom calculó las firmas de gravedad en y alrededor de 1.200 cráteres en la cara oculta de la Luna y comparó la gravedad de cada cráter con la gravedad del terreno circundante, para determinar si un impacto aumenta o disminuye la porosidad local.

 

Historia del origen

Para cráteres de menos de 30 kilómetros de diámetro en la corteza, se encontró que los impactos tanto aumentaban como disminuían la porosidad en la capa superior de la corteza lunar.”Para los cráteres más pequeños que observamos, pensamos que estamos empezando a ver como la Luna soportó tanta fracturación que llegó a que la porosidad de la corteza quedase en un nivel promedio constante”, dice Söderblom.

Los investigadores encontraron que los cráteres más grandes, que excavaron mucho más profundo en la corteza de la luna, sólo incrementan la porosidad en la corteza subyacente – una indicación de que estas capas más profundas no han alcanzado un nivel constante de porosidad, y no están tan fracturadas como el megaregolito.

Söderblom dice que las firmas de gravedad de los cráteres más grandes pueden proveer información sobre la cantidad de impactos en la Luna y otros cuerpos rocosos durante el Bombardeo Pesado Tardío.

“Para los cráteres más pequeños, es como si se llenara un balde, en algún momento el balde se llena, pero si se vierten tazas de agua en el balde, no se puede saber cuántas tazas de agua se vertieron después de haberse llenado”, dice Söderblom. “Observar los cráteres más grandes debajo de la superficie es distinto, porque nos da una visión del balde aún no lleno”.

En última instancia, la localización de cambios en la porosidad de la luna puede ayudar a los científicos a rastrear la trayectoria del objeto que impactó la Luna hace 4 mil millones de años.

“Lo que realmente esperamos hacer es averiguar el número de impactos en el rango de 100 kilómetros de diámetro, y a partir de eso, podremos extrapolar a los cráteres más pequeños, asumiendo diferentes poblaciones de impactadores, y los diferentes supuestos nos dirán de donde vinieron los impactadores”, dice Söderblom. “Esto ayudará a entender el origen del Bombardeo Pesado Tardío y si los objetos que impactaron provenían del cinturón de asteroides o de más allá”.

Traducción de:

https://www.sciencedaily.com/releases/2015/09/150910132009.htm

Las rocas lunares contienen menos volátiles

Explican por qué las rocas lunares contienen menos volátiles que las de la Tierra
10/11/2015 de Southwest Research Institute / Nature Geoscience

Scientists at Southwest Research Institute combined dynamical, thermal, and chemical Moon formation models to explain key differences between the composition of lunar rocks and the Earth’s. The Moon’s lack of easily vaporized elements provides evidence about how the Earth-Moon system formed 4.5 billion years ago.

La ausencia en la Luna de elementos químicos que se evaporan con facilidad proporciona pruebas acerca de cómo se formó el sistema Tierra-Luna hace 4500 millones de años. Crédito: NASA/Southwest Research Institute.
Científicos del  Southwest Research Institute han combinado modelos dinámicos, térmicos y químicos de la formación de la Luna para explicar la relativa falta de elementos volátiles en las rocas lunares. Las rocas lunares se parecen mucho  a las de la Tierra en varios aspectos, pero las rocas de la Luna son deficitarias en elementos volátiles como potasio, sodio y cinc, que tienden a tener puntos de ebullición más bajos y se evaporan con facilidad.

Los científicos piensan que la Luna se formó a partir de un disco de vapor y materia fundida que rodeaba la Tierra y que fue producido por un impacto gigante entre la Tierra y otro cuerpo del tamaño de Marte, hace aproximadamente 4500 millones de años. Anteriormente los científicos habían pensado que los volátiles se habían vaporizado a causa del impacto y habrían escapado antes de que se formara la Luna.

“Sin embargo, pocos volátiles habría podido perder la Tierra puesto que la velocidad necesaria para escapar del campo gravitatorio de la Tierra es bastante alta”, comenta el Dr. Robin Canup. “La nueva investigación sugiere que cuando la Luna completaba su crecimiento, la materia fundida rica en volátiles se depositaba preferentemente sobre la Tierra en vez de sobre la Luna en formación”.

El modelo por computadora creado por Canup y sus colaboradores muestra que la Luna adquiere la mitad final de su masa a partir de material fundido que condensó en las partes interiores del disco, cerca de la Tierra y por dentro de la órbita inicial de la Luna. Con el tiempo, la órbita de la Luna se expande debido a interacciones dinámicas con el disco interior de material. Cuando la Luna está suficientemente lejos ya no puede acumular de manera eficiente material del disco interior, que es dispersado y asimilado por la Tierra.

[Noticia completa]

Actualizado ( Martes, 10 de Noviembre de 2015 12:31 )   http://observatori.uv.es/index.php?option=com_content&view=article&id=6919%3Aexplican-por-que-las-rocas-lunares-contienen-menos-volatiles-que-las-de-la-tierra&catid=52%3Anoticosmos&Itemid=74&lang=es