La ciencia detrás de los cráteres de la luna

La luna esconde misterios extraordinarios, la formación de sus cráteres y su posterior evolución es ejemplo de la belleza que se puede crear del caos más violento del cosmos. En ella se localiza la cuenca Oriental, apenas visible desde la Tierra, una de los más jóvenes y mejor conservadas de todo el sistema solar. Esa cuenca se formó hace más de 3.800 millones de años tras el impacto de un objeto de 64 km de diámetro pero eso no es todo, hoy se ha comprobado que los movimientos geológicos posteriores han borrado el cráter inicial y han creado tres anillos.

Con la ayuda del grupo de naves del antiguo Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL, por su siglas en inglés), que cartografió el campo gravitatorio de la Luna para conocer su estructura interior, dos equipos de científicos explican ahora la historia geológica de la cuenca Oriental. Sus estudios se publican en la revista Science, a los que dedica su portada de esta semana.

El primer trabajo lo lidera la investigadora Maria Zuber desde el Instituto Tecnologíco de Massachusetts (MIT, en EE UU), quien ha descubierto que tras el impacto de un gran objeto se produjo un cráter transitorio, con un diámetro de entre 320 y 460 km. Este no coincide con ninguno de los tres anillos visibles hoy en día en Oriental porque quedó oculto tras una relajación posterior del terreno.

Los autores consideran que durante la formación del cráter “se removió y redistribuyó al menos 3,4 x 106 km³ de material” y alrededor de un tercio se depositó en la periferia de la cuenca de impacto, engrosando esa zona de la corteza lunar. La presencia de fallas explicaría la formación de los dos anillos exteriores, que se adentran hacia el manto.

Relieve sombreado de la cuenca Oriental de la Luna y anomalías gravitatorias detectadas por la misión GRAIL. Las zonas donde la gravedad es más fuerte (hay más masa respecto a un valor de referencia) se han coloreado de rojo, y donde es más débil (menos masa) en azul. / Ernest Wright, NASA/GSFC Scientific Visualization Studio

El otro estudio lo dirige Brandon Johnson, también del MIT y de la Universidad Brown, cuyo equipo ha utilizado los datos de GRAIL para construir un modelo computacional de cómo se pudo formar la cuenca Oriental. Sus simulaciones indican que su origen está en un cuerpo de 64 km de diámetro, que impactó a 15 km/s sobre la superficie lunar.

El choque produjo un cráter en forma de bol con una profundidad máxima de 180 km, pero que era inestable y colapsó, según los investigadores. Después las fracturas en la roca facilitaron que el material más caliente y ligero fluyera, dando origen a los dos anillos exteriores después de que el material expulsado por el impacto se asentara.

Las simulaciones indican que, tres horas después del choque, el centro de la cuenca yacía a una profundidad aproximada de uno siete kilómetros más que la actual. Su centro ha ascendido gradualmente en respuesta a las presiones posteriores que se produjeron en las rocas.

El anillo más interno se formó por un proceso diferente. En impactos más pequeños, el rebote de la corteza puede formar un pico central de material, pero en el caso de Oriental este era demasiado grande. Con el paso del tiempo se desplazó hacia el exterior y se fue amontonando en forma circular formando este anillo interno.

“Las grandes impactos como el que formó Oriental fueron los impulsores más importantes de los cambios en las cortezas planetarias del sistema solar temprano”, destaca Johnson, que concluye: “Gracias a los asombrosos datos facilitados por GRAIL comprendemos mejor cómo se forman estas cuencas, y podemos aplicar ese conocimiento a las de otros planetas y lunas”.

Con información de Science y Agencia SINC

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