Rocas lunares revelan historia oculta de nuestro satélite

En el verano de 2024, una misión robótica aterrizó por primera vez en el lado oculto de la Luna. La sonda china Chang’e-6 plantó una bandera, desenterró unos dos kilos de roca y suelo y trajo las muestras de vuelta a casa —un logro ampliamente elogiado como un tour de force tecnológico—.

Esa misión, y la misión robótica Chang’e-5 de 2020 que la precedió, son las primeras en traer rocas lunares a la Tierra desde los años setenta. Juntas están aprovechando lo que los científicos aprendieron en las misiones de la era Apolo, ayudando a desentrañar los misterios sobre cómo se formó la Luna y por qué tiene el aspecto que tiene hoy; y proporcionando pistas sobre la historia de nuestro sistema solar.

Pero aún quedan grandes interrogantes, como por qué el lado oculto de la Luna —la mitad que siempre da la espalda a la Tierra— es tan radicalmente diferente del lado visible. ¿Y qué hay detrás del sorprendente hallazgo de que los volcanes lunares podrían haber estado activos mucho más recientemente de lo que se creía? “Cuanto más observamos la Luna, más descubrimos —y más nos damos cuenta de lo poco que sabemos—”, afirma Clive R. Neal, geólogo de la Universidad de Notre Dame, especializado en exploración lunar.

Mientras la NASA planifica enviar astronautas a la superficie de la Luna en 2027 por primera vez desde 1972, los geólogos están entusiasmados por las rocas que podrían encontrar allí y los secretos científicos que podrían revelar esas muestras —junto con los recursos que podrían extraerse para una futura base lunar o para generar energía renovable en la Tierra—.

Historia sobre el origen

Las muestras traídas en los años setenta por las misiones Apolo de EE.UU. y las misiones Luna de la Unión Soviética aclararon bastante sobre la historia del satélite. Debido a que las muestras lunares compartían fuertes similitudes con las rocas de la Tierra, esto agregó peso a la idea de que la Luna se formó cuando un objeto del tamaño de Marte, llamado Theia, chocó con la proto-Tierra hace unos 4.500 millones de años.

Los escombros del impacto fueron arrojados a la órbita alrededor de la Tierra y eventualmente se fusionaron para formar la Luna. En sus inicios, la Luna estaba completamente fundida. A medida que el océano de magma se enfrió durante cientos de millones de años, la Luna formó una corteza y un manto debajo. Grandes charcos de lava llenaron cráteres de impacto y se asentaron en las tierras bajas lunares, o maria (del latín “mares”), mientras que tierras altas y domos volcánicos se alzaban sobre ellos. Finalmente, el vulcanismo se extinguió.

Sin tectónica de placas ni fenómenos climáticos, lo único que podía alterar la superficie fría y muerta de la Luna eran los meteoritos. Se descubrió que muchas de las muestras de la era Apolo se formaron a partir del calor y la presión de impactos hace unos 3.900 millones de años, lo que sugiere que fueron el resultado de un breve período de intenso impacto de rocas espaciales llamado Bombardeo Intenso Tardío.

Pero desde los años setenta, las investigaciones realizadas han refinado o modificado este panorama. Por ejemplo, las imágenes orbitales de mayor resolución revelaron muchos cráteres de impacto de gran tamaño que parecen tener mucho más de 3.900 millones de años. Y se ha descubierto que los meteoritos hallados en la Tierra, que se cree que fueron expulsados de varias áreas de la Luna durante grandes colisiones, abarcan un enorme rango de antigüedad.

En conjunto, todo este trabajo sugiere que el bombardeo de asteroides no ocurrió en un único y dramático momento, sino durante un período prolongado que duró desde hace quizás 4.200 millones hasta hace 3.400 millones de años. En este escenario, es probable que las muestras de las misiones Apolo, que datan de hace 3.900 millones de años, provengan de un único y gran impacto que arrojó rocas sobre un área muy amplia que casualmente incluía los sitios donde aterrizaron las naves de ese programa estadounidense.

La Luna: muerta o viva

El vulcanismo de la Luna está rodeado de grandes misterios. “Lo que aprendí en la escuela de manera canónica fue que la Luna había estado geológicamente muerta durante miles de millones de años”, dice Samuel Lawrence, científico planetario del Centro Espacial Johnson de la NASA, en Houston.

La teoría sostenida durante mucho tiempo era que un cuerpo pequeño como la Luna debería haber disipado su calor hacia el espacio relativamente rápido —y una Luna gélida y extinguida no debería tener una actividad volcánica generalizada—. Las muestras de la era Apolo sugirieron que la mayor parte de este vulcanismo se detuvo hace 3.000 millones de años o antes, respaldando la teoría. Pero las investigaciones realizadas en las últimas dos décadas han revertido esa visión.

En 2014, Lawrence y sus colegas postularon que algunas zonas de terreno irregular en medio de las llanuras oscuras, o mare, detectadas por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA eran el resultado del vulcanismo que continuó hasta hace menos de 100 millones de años. “Eso es totalmente, totalmente sorprendente”, afirma el cosmoquímico Qing-Zhu Yin, de la Universidad de California en Davis.

Las últimas misiones de recolección de muestras agregaron evidencia más concreta del vulcanismo reciente. En 2020, la misión robótica Chang’e-5 aterrizó en el Oceanus Procellarum (el Océano de las Tormentas) —un lugar elegido en parte porque parecía geológicamente joven dada la poca cantidad de cráteres que se había acumulado allí—. En efecto, se descubrió que las rocas volcánicas traídas por esa misión tenían 2.000 millones de años, las más jóvenes jamás recuperadas de la Luna. “Fue una gran noticia”, afirma el geocientífico planetario Jim Head, de la Universidad de Brown, que trabajó en las misiones Apolo de la NASA.

Además de esto, cuando los investigadores examinaron miles de cuentas de vidrio encontradas en las muestras de suelo traídas por Chang’e-5, la mayoría de las cuales se cree que fueron creadas por impactos, identificaron tres que eran volcánicas —y tenían solo 120 millones de años—. Este hallazgo se publicó en 2024 y aún necesita ser verificado, pero si estas fechas recientes se confirman, sugieren que la Luna aún podría ser capaz de producir magma profundo incluso hoy, dice Yin.

Todo esto indica que la Luna podría no haberse enfriado tan rápido como todos pensaban. También es posible que parte del vulcanismo más reciente haya sido alimentado por elementos radiactivos subterráneos, que pueden generar suficiente calor para formar magma y se sabe que prevalecen en ciertas zonas de la Luna. Esto podría explicar, por ejemplo, las cuentas de vidrio volcánico de 120 millones de años de antigüedad. Pero no todo el vulcanismo temprano puede explicarse de esta manera: las rocas volcánicas de Chang’e-5, junto con algunas rocas volcánicas de 2.800 millones de años traídas del lado oculto de la Luna por Chang’e-6, provienen de rocas de origen que no están enriquecidas con estos elementos.

“Esto plantea más preguntas que respuestas”, dice Neal. “Para gente como yo, es trabajo asegurado —ahora tenemos nuevas preguntas que responder—”.

La próxima exploración lunar

Desentrañar estos misterios es un desafío debido a que gran parte de la Luna aún no ha sido explorada: si bien se han traído a la Tierra alrededor de 385 kilos de roca y suelo lunar, todo proviene de unos pocos sitios.

La misión Chang’e-6 amplió el panorama al traer las primeras muestras del lado oculto de la Luna, tomadas en la Cuenca Aitken del Polo Sur, el cráter de impacto más grande, profundo y antiguo del satélite. Los investigadores están interesados en emplear estas muestras para comenzar a determinar por qué el lado oculto es tan dramáticamente diferente del lado visible. Las preguntas que permanecen sin responder son por qué el lado oculto tiene una corteza más gruesa y está casi libre de mares de antiguos océanos de lava en comparación con el lado visible.

La misión Artemis III de la NASA, prevista para 2027 (aunque eso podría cambiar), tiene como objetivo abrir nuevos caminos llevando a astronautas cerca del polo sur de la Luna —en un lugar que es más representativo de la geología típica lunar que los sitios de Apolo—, y traer a casa una bonanza de entre 70 y 80 kilos de muestras.

Este sitio debería proporcionar nuevos conocimientos geológicos, y más información sobre el agua lunar. En 2018, los científicos que analizaron datos del mapeo orbital confirmaron que hay hielo de agua en los polos —pero nadie sabe aún en qué forma—. “¿Está congelada en la superficie? ¿Son parches discretos bajo de la superficie? ¿Está absorbida en los granos minerales? ¿Está integrada en el regolito como el cemento?”, se pregunta Juliane Gross, de la NASA, quien está ayudando a desarrollar los planes para la recolección y conservación de muestras lunares para el equipo científico de Artemis. “No lo sabemos”.

Lo que encuentren los astronautas de Artemis podría servir de base para los proyectos actuales encabezados por China y Estados Unidos para establecer bases permanentes en la Luna, que podrían beneficiarse del agua del polo sur. “Es algo que se puede respirar, algo que se puede beber, es combustible para cohetes”, afirma Lawrence.

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Cantera lunar

Además del hielo de agua, otros recursos potencialmente explotables en la Luna han llamado la atención, en particular el helio-3. Este isótopo estable del helio es mucho más abundante en la Luna que en la Tierra y podría ser un combustible ideal para la fusión nuclear (si los físicos logran que ese proceso funcione). Han surgido empresas comerciales que buscan extraer recursos de la Luna, entre ellas Interlune, con sede en Seattle, que prevé traer helio-3 a la Tierra en la década de 2030, seguido de otros recursos como tierras raras necesarias para tecnologías como las baterías. Pero cuándo será una realidad la minería lunar —considerando la logística, las cuestiones económicas y legales— es una pregunta abierta, dice Lawrence.

Si bien para algunas personas la idea de minar la prístina Luna parece de mal gusto, podría haber beneficios colaterales para la minería en la Tierra, dice Neal. Con temperaturas polares de alrededor de -230 °C (-380 °F), la minería lunar tendría que realizarse sin fluidos. Desarrollar las tecnologías necesarias para la minería sin fluidos podría mitigar las preocupaciones ambientales sobre las aguas residuales y los fluidos de relave de la minería en la Tierra. “Imagínense cómo eso podría revolucionar la minería en este planeta”, señala.

Pero primero, los investigadores necesitan simplemente descubrir más sobre la Luna, su historia, su geología y la posibilidad de extraer recursos —y eso requiere una exploración cercana, que seguramente traerá más sorpresas—. “Una vez que estás en el suelo, piensas: oh… ¿qué es esto?”, dice Gross. Ella espera que los astronautas puedan traer a casa un gran botín. “Cuanto más traigan, más podremos hacer”.

Artículo traducido por Daniela Hirschfeld