Las rocas lunares recuperadas por la misión Chang’e 5 muestran actividad volcánica en la superficie de la luna hace 2.000 millones de años

Cuando la vida en la Tierra no era más que algas que vivían en los océanos, la lava espesa fluía de las largas fisuras y abismos de la superficie de la luna, inundando las llanuras circundantes.

El año pasado, el módulo de aterrizaje Chang’e 5 de China capturó parte del antiguo flujo de lava, ahora basalto endurecido, y lo devolvió a la Tierra.

En un estudio publicado en CienciasLos investigadores han fechado dos preciosos fragmentos de ese basalto y han puesto una fecha a una de las últimas erupciones volcánicas en la Luna: hace dos mil millones de años.

Misiones lunares anteriores han recuperado una gran cantidad de suelo y roca lunar, pero no menos de hace 3.100 millones de años, dijo Alex Nimchen, geoquímico de la Universidad de Curtin y uno de los autores del estudio.

“Ahora parece que al menos podemos empezar a llenar ese vacío con este joven basalto”.

Herramientas cubiertas con papel de aluminio de pie sobre suelo gris con la bandera china plantada a la derecha
El módulo de aterrizaje de energía solar de la misión Chang’e recogió 5 muestras de la superficie, así como 2 metros por debajo de ella.(

Proveedor: Centro de Exploración Lunar e Ingeniería Aeroespacial de la Agencia Espacial Nacional de China

)

Al hacerlo, el estudio ayudará a los científicos planetarios a calcular con mayor precisión la edad de las superficies no solo en la Luna, sino también en lunas y planetas distantes, dijo Alex McCoy West, geoquímico de la Universidad James Cook que no participó en el estudio. .

¿Por qué necesitábamos nuevas rocas lunares?

La misión china de retorno de muestras, la quinta de la serie Chang’e, se lanzó a fines de noviembre de 2020.

Su tarea principal era excavar un núcleo de rocas de dos metros de altura, sacar tierra y rocas de la superficie y luego mover la tierra al suelo en diciembre.

Esa carga útil de rocas y escombros fue el primer material lunar nuevo que se trajo a la Tierra desde las misiones estadounidenses Apollo en la década de 1970.

Esas expediciones anteriores trajeron basaltos que datan de hace aproximadamente 3.6 y 3.1 mil millones de años.

Sin embargo, el problema era que los investigadores aún no tenían rocas lunares “jóvenes”.

La misión Chang’e 5 tiene como objetivo cambiar eso.

La luna muestra el sitio de aterrizaje de Chang'e 5 en comparación con Apollo y Luna
El sitio de aterrizaje de Chang’e 5 (C5, marcado con un círculo rosa) en comparación con los sitios de retorno de las muestras de Apolo estadounidense y Luna rusa.(

Suministrado: NASA / ABC

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No fue un accidente donde aterrizó la nave espacial.

Se ordenó cuidadosamente que aterrizara en una llanura pequeña y suave llamada Oceanus Procellarum u “Océano de tormentas” y recolectara especímenes de ella.

Oceanus Procellarum, y el resto de la superficie de la luna, está formado por rocas grises llamadas basalto.

Se produjo de nuevo cuando la Luna era más dinámica, calentada por la tensión de las mareas con la Tierra y fue capaz de soportar erupciones volcánicas.

Las regiones de la luna con más cráteres son más antiguas

En general, los científicos planetarios pueden saber cuándo la lava inundó por última vez un parche de la Luna y, por lo tanto, su edad, calculando sus cráteres.

El área con cráteres es más antigua que el área lisa, simplemente porque tuvo más tiempo para acumular cráteres.

Y aunque los científicos planetarios sabían que Oceanus Procellarum era más pequeño que los lugares de aterrizaje del Apolo, porque había menos cráteres, la pregunta seguía siendo: ¿Qué edad tenía exactamente?

Varios cálculos basados ​​en el cráter oscilaron entre 1.200 y 3.300 millones de años.

El profesor Nimchen dijo que el mismo razonamiento se usa para fechar regiones en otros cuerpos sólidos del sistema solar.

“Entonces, por supuesto, podemos aplicar esta idea a todo lo demás, como Marte, Mercurio, etc.”

¿Cómo calculamos la edad real de las rocas lunares?

El profesor Nemchin y sus compañeros investigadores recibieron dos fragmentos de basalto que habían sido raspados de la superficie de la Luna.

Primer plano de una roca gris con rayas gris oscuro
El basalto puede parecer una roca gris homogénea a simple vista, pero está formado por una gran cantidad de minerales diferentes.(

Suministrado: Beijing SHRIMP Center, Instituto de Geología, CAGS

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Cada pepita tenía solo 3 o 4 milímetros de ancho, no más grande que un trozo de grava.

Los instrumentos de un laboratorio en China midieron cantidades diminutas de isótopos de plomo en el basalto y utilizaron la tasa de desintegración radiactiva del plomo para calcular la edad de las muestras de basalto.

¿la respuesta? 1,96 mil millones de años, toman 57 millones de años.

El Dr. McCoy West dijo que esta técnica, conocida como datación por plomo, es el “estándar de oro” para cosas como las rocas lunares.

“Utilizamos plomo hasta la formación del sistema solar, los meteoritos más antiguos que hemos encontrado, el circón más antiguo de la Tierra, los minerales más antiguos de la Tierra”, dijo.

¿Cuál era la forma de la luna hace dos mil millones de años?

Entonces, ¿cómo era Oceanus Procellarum?

El profesor Nimchin dijo que en lugar de erupciones masivas, la actividad volcánica se parecía más a una inundación.

“Ha sucedido en la Tierra en el pasado. Podemos ver grandes inundaciones como el basalto del río Columbia [of the north-west US] y partes de la India.

Una versión a menor escala del volcán de inundación es el volcán Cumbre Vieja que actualmente está en erupción en las Islas Canarias, ya que la lava brota de fisuras y fisuras y fluye por encima del suelo.

“En la superficie de la Luna, en este caso particular, podemos ver estas grietas, que tienen varios cientos de kilómetros de largo, en la superficie a través de imágenes”, dijo el profesor Nimchin.

“Es difícil hacer una estimación, pero creemos que en unos pocos millones de años, una gran cantidad de lava inundó [Oceanus Procellarum]Cubre un área de unos 70.000 kilómetros cuadrados y tiene unos 50 metros de espesor.

Luna con terreno azul, verde y amarillo.
El Orbitador de reconocimiento lunar de la NASA ha descubierto lo que los científicos planetarios creen que son fallas enterradas debajo de llanuras volcánicas oscuras (en azul oscuro) en el límite oceánico de las tormentas.(

Suministrado: NASA / Colorado School of Mines / MIT / GSFC / Science Visualization Studio

)

Mientras tanto, aquí en la Tierra, las cosas también se veían muy diferentes.

La Tierra tenía solo 2.500 millones de años.

El Dr. McCoy West dijo que la vida evolucionó hasta el punto de convertirse en organismos unicelulares, y que los océanos albergan bacterias que se parecen mucho a las algas verdiazules, pero no tanto.

“La tectónica de placas moderna ya estaba en funcionamiento.

“Pero los océanos eran bastante áridos, excepto por las bacterias. Todavía era un planeta muy vacío”.

¿Por qué no se analizan algunas muestras lunares?

El profesor Nemchin dijo que todas las muestras que llegaron a la Tierra en el módulo de retorno Chang’e 5 han permanecido hasta ahora en China.

Pero en los próximos meses, espera que los laboratorios de todo el mundo puedan solicitar piezas para analizarse a sí mismos.

Tarro de plástico pequeño de tierra gris
La misión Chang’e 5 ha devuelto las primeras muestras nuevas de roca lunar y escombros en más de 40 años.(

Suministrado: Beijing SHRIMP Center, Instituto de Geología, CAGS

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Una buena parte de las muestras de Chang’e 5 no se analizarán en absoluto por ahora, pero se ocultarán para futuras investigaciones, cuando las tecnologías nuevas y más sensibles puedan recopilar más información de ellas.

Esta es una práctica muy estándar, que se remonta a las primeras misiones tripuladas a la Luna.

Aunque se han devuelto cientos de kilogramos de material lunar, en ese momento se ha analizado menos de un tercio de la distancia de Apolo.

El resto se mantuvo almacenado hasta un momento en que las herramientas y la tecnología mejoraron, y en 2019, la NASA permitió que se analizaran algunas muestras cerradas.

“En la década de 1970, las personas que dirigían las misiones Apolo podían pensar en el futuro durante 50 años”, dijo el profesor Nimchin.

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