La Cuenca Oriental de la luna vista por el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA. Crédito: NASA GSFC
Hace miles de millones de años, una serie de erupciones volcánicas asolaron la luna, cubriendo cientos de miles de millas cuadradas de la superficie del orbe con lava caliente. A lo largo de los eones, esa lava creó las manchas oscuras, o maria, que le dan a la cara de la luna su apariencia distintiva hoy.
Ahora, una nueva investigación de la Universidad de Colorado Boulder (CU Boulder) sugiere que los volcanes pueden haber dejado otro impacto duradero en la superficie lunar: capas de hielo que salpican los polos de la luna y, en algunos lugares, podrían medir decenas o incluso cientos de pies. grueso.
"Lo imaginamos como una escarcha en la luna que se acumuló con el tiempo", dijo Andrew Wilcoski, autor principal del nuevo estudio y estudiante graduado en el Departamento de Ciencias Astrofísicas y Planetarias (APS) y el Laboratorio de Física Atmosférica y Espacial. (LASP) en CU Boulder.
Él y sus colegas publicaron sus hallazgos este mes en La Revista de Ciencias Planetarias.
Los científicos creen que el valle de Schroeter con forma de serpiente de la luna fue creado por la lava que fluyó sobre la superficie. Crédito: NASA Johnson
Los investigadores se basaron en simulaciones por computadora, o modelos, para tratar de recrear las condiciones en la luna mucho antes de que surgiera la vida compleja en la Tierra. Descubrieron que los antiguos volcanes lunares arrojaron enormes cantidades de vapor de agua, que luego se asentaron en la superficie, formando depósitos de hielo que aún pueden estar escondidos en los cráteres lunares. Si algún ser humano hubiera estado vivo en ese momento, es posible que incluso hayan visto un trozo de esa escarcha cerca del límite entre el día y la noche en la superficie de la luna.
Es una recompensa potencial para los futuros exploradores lunares que necesitarán agua para beber y procesar en combustible para cohetes, dijo el coautor del estudio Paul Hayne.
“Es posible que a 5 o 10 metros debajo de la superficie haya grandes capas de hielo”, dijo Hayne, profesor asistente en APS y LASP.
Atmósferas temporales
El nuevo estudio se suma a un creciente cuerpo de evidencia que sugiere que la luna puede estar inundada con mucha más agua de lo que los científicos creían. En un estudio de 2020, Hayne y sus colegas estimó que casi 6,000 millas cuadradas de la superficie lunar podría ser capaz de atrapar y aferrarse al hielo, principalmente cerca de los polos norte y sur de la luna. No está claro de dónde vino toda esa agua en primer lugar.
“Hay muchas fuentes potenciales en este momento”, dijo Hayne.
Los volcanes podrían ser uno grande. El científico planetario explicó que desde hace 2 a 4 mil millones de años, la luna era un lugar caótico. Decenas de miles de volcanes entraron en erupción en su superficie durante este período, generando enormes ríos y lagos de lava, no muy diferentes a las características que se pueden ver hoy en Hawái, solo que mucho más inmensas.
Una representación de cómo se pudo haber formado la escarcha en la superficie de la luna hace miles de millones de años. Crédito: Paul Hayne
“Eclipsan a casi todas las erupciones en la Tierra”, dijo Hayne.
Entradas recientes investigación de científicos del Lunar and Planetary Institute en Houston muestra que estos volcanes probablemente también expulsaron nubes altísimas compuestas principalmente de monóxido de carbono y vapor de agua. Estas nubes luego se arremolinaron alrededor de la luna, creando potencialmente atmósferas delgadas y de corta duración.
Eso hizo que Hayne y Wilcoski se preguntaran: ¿Podría esa misma atmósfera haber dejado hielo en la superficie lunar, un poco como la escarcha que se forma en el suelo después de una fría noche de otoño?
hielo para siempre
Para averiguarlo, el dúo junto con Margaret Landis, investigadora asociada de LASP, se propusieron intentar ponerse en la superficie de la luna hace miles de millones de años.
El equipo utilizó estimaciones de que, en su apogeo, la luna experimentó una erupción cada 22,000 años, en promedio. Luego, los investigadores rastrearon cómo los gases volcánicos pueden haberse arremolinado alrededor de la luna, escapando al espacio con el tiempo. Y descubrieron que las condiciones pueden haberse helado.
Según las estimaciones del grupo, aproximadamente el 41% del agua de los volcanes puede haberse condensado en la luna en forma de hielo.
"Las atmósferas escaparon durante unos 1,000 años, por lo que hubo mucho tiempo para que se formara el hielo", dijo Wilcoski.
Puede haber habido tanto hielo en la luna, de hecho, que posiblemente podrías haber visto el brillo de la escarcha y los gruesos casquetes polares de la Tierra. El grupo calculó que alrededor de 18 cuatrillones de libras de agua volcánica podrían haberse condensado en forma de hielo durante ese período. Esa es más agua de la que actualmente se encuentra en el lago Michigan. Y la investigación sugiere que gran parte de esa agua lunar aún puede estar presente hoy.
Esos cubos de hielo espacial, sin embargo, no serán necesariamente fáciles de encontrar. La mayor parte de ese hielo probablemente se ha acumulado cerca de los polos de la luna y puede estar enterrado bajo varios pies de polvo lunar o regolito.
Una razón más, dijo Hayne, para que las personas o los robots regresen y comiencen a cavar.
“Realmente necesitamos profundizar y buscarlo”, dijo.
Referencia: "Acumulación de hielo polar de atmósferas transitorias inducidas volcánicamente en la Luna" por Andrew X. Wilcoski, Paul O. Hayne y Margaret E. Landis, 3 de mayo de 2022, La Revista de Ciencias Planetarias.
DOI: 10.3847/PSJ/ac649c
