Parte de la corteza lunar fue forjada por impactos de meteoritos gigantes

Un nuevo análisis de material pétreo recogido en la Luna y llevado a la Tierra en la misión de la Apolo 17 ha revelado que los impactos de meteoritos de grandes dimensiones contribuyeron muy probablemente a la formación de la superficie de la Luna.

El equipo internacional integrado, entre otros, por Lee White y Ana Cernok, ambos del Real Museo de Ontario en Canadá, analizaron una muestra del material lunar traído a la Tierra por los astronautas de la misión Apolo 17 en 1972. White, Cernok y sus colegas han constatado que la muestra contiene evidencia mineralógica de que se formó a temperaturas increíblemente altas (por encima de unos 2.300 grados centígrados) que solo pueden alcanzarse por el derretimiento de la capa exterior de un astro de tamaño planetario en un episodio de impacto a gran escala.

En la muestra pétrea, los investigadores han descubierto la antigua presencia de la circonia cúbica, una fase mineral a menudo utilizada como sustituto del diamante en joyería. La fase solo se debería haber formado en rocas calentadas por encima de los 2.300 grados centígrados aproximadamente, y aunque desde entonces ha pasado a una fase más estable (el mineral conocido como baddeleyita), el cristal conserva pruebas distintivas de una estructura de alta temperatura.

Mientras observaban la estructura del cristal, los investigadores también midieron la edad del grano, averiguando que la baddeleyita se formó hace más de 4.300 millones de años. Por tanto, la fase de alta temperatura de la circona cúbica tuvo que formarse antes de ese tiempo, sugiriendo ello que los grandes impactos fueron de importancia decisiva para la formación de nuevas rocas en la Luna temprana.

La superficie fuertemente craterizada del Polo Sur de la Luna. (Imagen: NASA Goddard Space Flight Centre Scientific Visualization Studio)

Hace 50 años, cuando se trajeron las primeras muestras de la superficie de la Luna, los investigadores de la geología lunar plantearon preguntas sobre cómo se formaron las rocas de la corteza lunar. Incluso hoy en día, una pregunta clave sigue sin respuesta: ¿cómo se mezclaron las capas externas e internas de la Luna después de que se formara la Luna? Esta nueva investigación sugiere que grandes impactos de hace más de 4.000 millones de años pudieron impulsar esta mezcla, produciendo la compleja gama de rocas que se ve en la superficie de la Luna hoy en día.

Las rocas de la Tierra se reciclan constantemente, pero la Luna no exhibe una clara tectónica de placas o vulcanismo, lo que permite que las rocas más antiguas se preserven, tal como comenta White. (Fuente: NCYT Amazings)

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Materiales superconductores en meteoritos

Los científicos de la Universidad de California en San Diego y del Laboratorio Brookhaven en Nueva York fueron a buscar materiales superconductores donde los investigadores habían tenido poca suerte antes. Poniendo la mira en una población diversa de meteoritos, investigaron 15 trozos de cometas y asteroides y acabaron encontrando a “Mundrabilla” y “GRA 95205”, dos meteoritos con granos superconductores.

Si bien los meteoritos -debido a su origen extremo en el espacio- presentan a los investigadores una amplia variedad de fases materiales procedentes de los estados más antiguos del sistema solar, también presentan problemas de detección debido a la mensurabilidad potencialmente diminuta de las fases. El equipo de investigación superó este desafío utilizando una técnica de medición ultrasensible llamada espectroscopia de microondas con modulación de campo magnético (MFMMS). Los detalles de su trabajo se publicaron en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

En su trabajo, los investigadores de la UC San Diego Mark Thiemens, Ivan Schuller y James Wampler, junto con Shaobo Cheng y Yimei Zhu del Brookhaven Lab, caracterizan las fases de los meteoritos como aleaciones de plomo, estaño e indio (el metal no alcalino más blando). Dicen que sus hallazgos podrían impactar en la comprensión de diversos ambientes astronómicos, señalando que las partículas superconductoras en ambientes fríos podrían afectar a la formación de planetas, la forma y el origen de los campos magnéticos, los efectos de dinamo, el movimiento de las partículas cargadas y más.

“Los materiales superconductores naturales son inusuales, pero son particularmente significativos porque estos materiales podrían ser superconductores en ambientes extraterrestres”, dijo Wampler, un investigador postdoctoral del Grupo de Nanociencia Schuller y primer autor del trabajo.

Trozo del meteorito Mundrabilla. (Foto: Claire H-Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0)

Schuller, un distinguido profesor del Departamento de Física con experiencia en superconductividad y computación neuromórfica, guió las técnicas metodológicas del estudio. Después de mitigar el desafío de la detección con MFMMS, los investigadores subdividieron y midieron muestras individuales, permitiéndoles aislar los granos que contenían la mayor fracción de superconductividad. A continuación, el equipo caracterizó los granos con una serie de técnicas científicas.

“Estas mediciones y análisis identificaron las fases probables como aleaciones de plomo, indio y estaño”, dijo Wampler.

Según Thiemens, profesor de química y bioquímica, los meteoritos con condiciones de formación extremas son ideales para observar especies químicas exóticas, como los superconductores, materiales que conducen la electricidad o transportan electrones sin resistencia. Sin embargo, señaló la singularidad de los materiales superconductores que se producen en estos planetas extraterrestres [menores].

“Mi parte del proyecto fue determinar cuál de las decenas de miles de meteoritos de muchas clases era un buen candidato y discutir la relevancia para los procesos planetarios; uno procedente del núcleo de hierro y níquel de un planeta, el otro de la parte más superficial que ha sido fuertemente bombardeada y que fue uno de los primeros meteoritos donde se observaron diamantes”, dijo Thiemens.

Según el químico cosmólogo, que tiene un meteorito con su nombre -el asteroide 7004 Markthiemens- Mundrabilla es un meteorito rico en sulfuro de hierro de una clase formada después de fundirse en los núcleos de los asteroides y enfriarse muy lentamente. GRA 95205, por otro lado, es un meteorito de ureilita -un raro trozo de piedra con una composición mineral única- que sufrió fuertes impactos durante su formación.

Según Schuller, la superconductividad en las muestras naturales es extremadamente inusual.

Los investigadores estuvieron de acuerdo en que solo conocían un informe previo de superconductividad natural, en el mineral covelita; sin embargo, debido a que las fases superconductoras que se presentan en el artículo del PNAS existen en dos de estos meteoritos tan disímiles, es probable que exista en otros meteoritos. (Fuente: NCYT Amazings)

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