Aún hoy, incluso después de las misiones que han llevado al hombre a la Luna y las posteriores naves que se han posado sobre sus cráteres para conocer sus misterios, no sabemos a ciencia cierta cómo se formó nuestro satélite natural. Ahora un nuevo estudio de la Universidad de Nuevo México ha encontrado pruebas de que la Luna y la Tierra tienen una composición diferente, lo que desafiaría los modelos existentes. Las conclusiones se publican esta semana en « Nature Geoscience».

La Tierra se originó hace unos 4.500 millones de años y la teoría más aceptada es que la Luna se formó poco después. Durante las últimas tres décadas, la explicación predominante para el origen de nuestro satélite es que resultó de la colisión de dos protoplanetas, algo así como «planetas bebé». Uno de ellos era la Tierra recién nacida, una proto-Tierra; el otro una roca del tamaño de Marte, apodado Theia, en honor a la madre de Selene, la Luna en el mito griego. Ambos chocaron, resultando una suerte de polvo espacial que, con el tiempo, se asentó y formó las actuales Tierra y Luna.

Una teoría dominante con una gran laguna
Esta teoría parecía explicar muchos detalles, como el gran tamaño del satélite con respecto a la Tierra o las velocidades de rotación de ambos cuerpos. Sin embargo, había una cuestión que no encajaba: los modelos por ordenador sugerían que entre el 70 y el 90% de la composición de la Luna debería ser diferente a la Tierra (debería llevar la composición original del protoplaneta Theia), ya que la mayoría de los cuerpos del Sistema Solar tienen una estructura química única. Sin embargo, las muestras que se recogieron durante las misiones Apolo revelaban una composición asombrosamente similar a la de nuestro planeta en los isótopos de oxígeno, lo que no concuerda con la teoría del impacto gigante.

Esta similitud extrema entre la Tierra y la Luna ha generado otras posibles explicaciones: desde la proto-Tierra y Theia fuesen de una composición casi idéntica; a que los isótopos de oxígeno de ambos cuerpos se mezclaron durante el choque; pasando por la teoría de que un impacto tan violento habría pulverizado una parte de la Tierra primitiva que quedaría en la Luna. Sin embargo, todas estas teorías no eran demasiado probables.

La sorpresa del nuevo estudio
Con la intención de encontrar algún tipo de diferencia o corroborar la similitud de ambos cuerpos, los investigadores de la Universidad de México realizaron nuevas mediciones de alta precisión de los niveles de isótopos de oxígeno en un amplio rango de muestras lunares. Y, para su sorpresa, sí que hallaron sutiles pero sólidas diferencias entre la composición de las rocas satelitales y las terrestres: «Nuestros datos sugieren que las muestras derivadas del manto lunar profundo, que son isotópicamente más pesados en comparación con la Tierra, tienen composiciones isotópicas que son las más representativas del impactador proto-lunar 'Theia'», explican en el estudio. Es decir, que las rocas más profundas del manto lunar tenían más isótopos de oxígeno que las de la superficie.

Además se desmiente la teoría de que los isótopos de ambos cuerpos se mezclaron completamente con el choque. «Nuestros hallazgos implican que las distintas composiciones de isótopos de oxígeno de Theia y la Tierra no fueron completamente homogeneizadas por el impacto que creó la Luna, lo que proporciona evidencia cuantitativa de que Theia podría haberse formado más lejos del Sol que la Tierra», continúan.

«Al entrar en este proyecto, se esperaba que nuestros resultados probablemente reflejaran los de estudios anteriores», afirma a Space.com el autor principal del estudio, Erick Cano, geoquímico de isótopos estables de la Universidad de Nuevo México. «La parte más sorprendente de nuestros resultados fue encontrar la cantidad de variación que hallamos entre las muestras lunares individuales».

En 2014, un estudio también encontró una firma de isótopos de oxígeno ligeramente más alta en las rocas lunares que en las terrestres, si bien este nuevo estudio amplía el rango de muestras, además de afinar la búsqueda con nuevas tecnologías.

Entonces, ¿qué ocurrió?
Para explicar estos hallazgos, los investigadores sugieren que la colisión gigante entre la proto-Tierra y Theia condujo a la mezcla entre los cuerpos. Aún así, la Luna y la Tierra resultantes tendrían composiciones ligeramente distintas. Más tarde, en los primeros 1.000 años después del impacto, la roca pulverizada del disco de escombros dejado por el impacto probablemente condujo a la lluvia de meteoritos que arreció en el satélite durante cientos de años y que le da su característica imagen plagada de cráteres. Las complejas interacciones físicas y químicas entre esta lluvia y el océano de magma que cubría la superficie del cuerpo recién creado podrían haber llevado a una composición isotópica de oxígeno en las rocas lunares superiores, más similares a las de la Tierra, y las profundas, que serían los rastros de Theia.

La implicación más importante de estos hallazgos es que los modelos de impacto gigante ya no tienen que tener en cuenta las composiciones isotópicas de oxígeno prácticamente indistinguibles entre la Tierra y la Luna, afirma Cano. «Creo que esto abrirá la puerta a una gama completamente nueva de escenarios de impacto», agrega. Y esta teoría podrá probarse (o no) cuando misiones futuras recojan más material de nuestro satélite y los científicos no se tengan que limitar solo a las muestras recogidas en las misiones Apolo. De momento, el misterio de la formación lunar sigue en el aire.

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