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Ciencia & Tec

El hielo oculto en el polo sur de la Luna se atribuye a cometas


Investigaciones recientes han demostrado que las rocas de las misiones Apolo en realidad contienen una escasa cantidad de agua en su interior.

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Un nuevo análisis de los datos recogidos tras el impacto intencionado de una nave de la NASA en 2009 apunta a los cometas como fuente de hielos cercanos a la superficie en el polo sur de la Luna

En concreto, las abundancias elementales de la nube provocada por el cráter de impacto creadi por la sonda LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) sugieren que cometas que impactaron depositaron esos volátiles desde hace menos de 1.000 millones de años hasta hace 3.500 millones de años.

El estudio, dirigido por la científica planetaria Kathleen Mandt del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, se publica ahora en la revista Nature Communications.

“Durante décadas, pensamos que no había volátiles en la Luna, porque estaba muy seca”, dijo en un comunicado Olivier Mousis, científico planetario de la Universidad de Aix-Marseille en Francia y coautor del estudio.

La teoría predominante de que la Luna se formó a partir de un objeto del tamaño de Marte que golpeó la Tierra primordial sugiere que la mayor parte del agua debería haberse quemado por la colisión. Las rocas lunares deshidratadas que regresaron de las misiones Apolo prepararon el escenario para esta idea, explicó Mousis.

Investigaciones recientes han demostrado que las rocas de las misiones Apolo en realidad contienen una escasa cantidad de agua en su interior. Sin embargo, más impactantes han sido las observaciones de hielo de agua en cráteres en los polos de la Luna que nunca reciben luz solar directa, llamadas regiones permanentemente sombreadas o PSR.

Descubierto por primera vez en 1994 por la misión Clementine de la NASA y luego confirmado por varias otras misiones, este hielo de agua se encuentra en el regolito, o tierra, que cubre la superficie de la Luna a profundidades de varios metros. Pero cómo llegaron allí él y otras moléculas volátiles, ya sea por fuentes externas, como asteroides y cometas, o internas, como la liberación de gases de los volcanes, sigue siendo una pregunta abierta.

Mandt vio una manera de investigar la pregunta utilizando los datos recopilados por LCROSS. La etapa superior de 2,2 toneladas del cohete Atlas V que lanzó LCROSS se estrelló a unos 100 kilómetros desde el Polo Sur lunar contra el cráter Cabeus de la Luna a 9.000 kilómetros por hora, creando un penacho que incluso los telescopios basados en la Tierra podían ver. En lo alto, el Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) de la NASA, que ya estaba orbitando la Luna, se aproximó solo 30 segundos después del impacto, recopilando datos para determinar la composición molecular de la columna resultante. LCROSS, por otro lado, estaba en el mismo curso de colisión, volando de frente hacia el penacho y tomando muestras de los productos químicos durante cuatro minutos para determinar la composición del penacho hasta que finalmente se estrelló contra la superficie.

LCROSS y LRO juntos encontraron hidrógeno molecular y las primeras moléculas que contienen carbono, nitrógeno y azufre, así como hielo de agua confirmado justo debajo de la superficie. Pero debido a que las moléculas medidas por LCROSS y LRO eran diferentes de las moléculas que provenían de las fuentes de los volátiles, no había sido posible deducir la fuente de los volátiles.

Entonces, Mandt y un equipo de colaboradores decidieron probar un nuevo enfoque para resolver el problema. Compararon la composición elemental de la pluma LCROSS con cinco fuentes potenciales: volcanes, cometas, asteroides, micrometeoroides y el viento solar siempre presente del Sol de partículas cargadas, que pueden reaccionar químicamente para crear agua en la superficie de la Luna.

Usando un modelo computacional, el equipo evaluó si una combinación de fuentes podría coincidir potencialmente con las observaciones LCROSS de los volátiles lunares. Pero después de que 164.000 combinaciones diferentes no dieron como resultado las cantidades medidas detectadas por LCROSS, el equipo tuvo que considerar procesos que subdividirían los elementos desde el momento de su entrega a la Luna y su eventual captura en los PSR. El resultado fue solo una fuente que mejor se ajusta a los datos: los cometas, las bolas de tierra heladas y ricas en agua de las regiones inferiores del sistema solar.

Este resultado presenta una pieza interesante de la historia no solo de la Luna sino también de la Tierra.

“Comprender el historial de impacto de la Luna, y la entrega de volátiles a ella, ayuda a deducir lo que la Tierra ha experimentado en los últimos 1-2 mil millones de años”, dijo Mandt. Dado que la superficie de la Tierra se recicla constantemente a través de la tectónica de placas y la meteorización, gran parte de esa historia temprana es escasa o ha desaparecido por completo. Pero en la Luna, donde los volátiles almacenados en el regolito pueden permanecer sin cambios durante miles de millones de años, esa historia aún se conserva.

Los volátiles lunares se parecen mucho a las capas de hielo en el Ártico y Groenlandia, que capturan la historia del agua y la atmósfera de la Tierra, agregó Mandt. “Los volátiles de las regiones permanentemente sombreadas preservan una historia del sistema Tierra-Luna que se perderá si los usamos para la exploración humana sin caracterizarlos primero”.

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