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Un nuevo análisis apunta a los cometas como la fuente del hielo lunar

Un nuevo análisis de los datos recogidos tras el choque intencionado de una nave de la NASA en 2009 en la Luna apunta a los cometas como fuente del hielo cerca del polo. Las abundancias elementales de la nube provocada por el cráter de impacto de la sonda LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) sugieren que estos cuerpos celestes depositaron dichos volátiles en el astro desde hace menos de 1.000 millones de años hasta hace 3.500 millones de años. El estudio, encabezado por la científica planetaria Kathleen Mandt del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland (EE UU) se acaba de publicar en la revista Nature Communications. «Durante décadas, pensamos que no había volátiles en la Luna, porque estaba muy seca», reconoce Olivier Mousis, científico planetario de la Universidad de Aix-Marseille en Francia y coautor del análisis.

La teoría más aceptada –y posible– de que la Luna se formó a partir de un objeto del tamaño de Marte que golpeó la Tierra primigenia sugiere que la mayoría del agua debería haberse quemado y evaporado por la colisión. «Las rocas lunares deshidratadas que regresaron de las misiones Apolo prepararon el escenario para esta idea», reconoce Mousis. De hecho, investigaciones recientes han demostrado que esas piedras contienen una escasa cantidad de agua en su interior. Lo que más llama la atención, no obstante, son las observaciones de hielo de agua en cráteres en los polos, un espacio que nunca recibe luz directa del Sol (por eso se denominan regiones permanentemente sombreadas o PSR). 

Descubierto por primera vez en 1994 por la misión Clementine de la agencia espacial norteamericana y luego confirmado por varias otras expediciones, este hielo de agua se encuentra en el regolito, o tierra, que cubre la superficie de Selene a profundidades de varios metros. Si él y otras moléculas volátiles llegaron allí por fuentes externas, como asteroides y cometas, o internas, como la liberación de gases de los volcanes, aún sigue siendo un misterio, que se va aclarando poco a poco. Mandt vio una manera de investigarlo utilizando los datos recopilados por el satélite LCROSS. La etapa superior de 2,2 toneladas del cohete Atlas V que lanzó LCROSS se estrelló a 9.000 kilómetros por hora contra el cráter Cabeus, a escasos 100 kilómetros del polo sur, creando un penacho que podían apreciar incluso los telescopios basados en la Tierra.


Mapa de temperatura (en grados Kelvin) del polo sur lunar. © NASA


El Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO) de la NASA se acercó a la zona 30 segundos después del impacto, recogiendo información para determinar la composición molecular de la columna resultante. LCROSS también se situó en mismo curso de colisión y captó muestras de los productos químicos durante cuatro minutos para determinar la composición de la masa de aire hasta que la nave se estrelló. Ambos aparatos juntos encontraron hidrógeno molecular, carbono, nitrógeno y azufre, así como hielo de agua confirmado bajo de la superficie. Sin embargo, 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 su equipo decidieron probar un nuevo enfoque para resolver el problema. Compararon la composición elemental de las muestras de LCROSS con cinco fuentes potenciales: volcanes, cometas, asteroides, micrometeoroides y viento solar, cargado de partículas que pueden reaccionar químicamente para crear agua en la superficie lunar. Usando un modelo computacional, los científicos evaluaron si una combinación de estos elementos podría coincidir potencialmente con las observaciones LCROSS de los volátiles selenitas. 

Tras 164.000 combinaciones diferentes no exitosas, los investigadores tuvieron que reconsiderar el proceso y procedieron a subdividir los elementos desde el momento de su entrega a la Luna y su eventual captura en los PSR. El resultado fue que solo una fuente se ajusta bien a los datos: los cometas, esas las bolas de tierra heladas y ricas en agua de las regiones inferiores del sistema solar. Una conclusión que resulta clave no solo para la historia de la Luna sino también de la Tierra. «Comprender el historial de impacto lunar y la entrega de volátiles allí ayuda a deducir lo que ha experimentado nuestro planeta en los últimos 1.000-2.000 millones de años», indica 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. Pero en la Luna, donde los volátiles almacenados en el regolito pueden permanecer sin cambios miles de millones de años, esa historia aún se conserva. 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. «Las PSR preservan una historia que se perderá si los usamos para la exploración humana sin caracterizarlos primero», concluye Mandt.

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