Los datos de dos orbitadores chinos ayudaron a un equipo de científicos a explicar por qué una parte del terreno lunar es mucho más cálida.
Las rocas que se encuentran bajo un antiguo volcán en la cara oculta de la Luna siguen estando sorprendentemente calientes, según han revelado científicos utilizando datos de una nave espacial china en órbita.
Apuntan a una gran placa de granito que se solidificó a partir de magma en las tuberías geológicas bajo lo que se conoce como Complejo Volcánico Compton-Belkovich.
“Yo diría que estamos confirmando que esto es realmente una característica volcánica”, dijo Matthew Siegler, científico del Instituto de Ciencias Planetarias, con sede en Tucson, Arizona, que dirigió la investigación. “Pero lo interesante es que se trata de un rasgo volcánico muy parecido a la Tierra“.
Los hallazgos, que se publicaron a principios de este mes en la revista Nature, ayudan a explicar lo que ocurrió hace mucho tiempo bajo una extraña parte de la Luna. El estudio también pone de relieve el potencial científico de los datos recogidos por el programa espacial chino y cómo los investigadores de Estados Unidos tienen que sortear obstáculos para utilizarlos.
Para este estudio, Siegler y sus colegas analizaron los datos de los instrumentos de microondas de Chang’e-1, lanzada en 2007, y Chang’e-2, lanzada en 2010, dos de las primeras naves espaciales chinas que ya no están en funcionamiento. Como el Congreso estadounidense prohíbe actualmente la colaboración directa entre la NASA y China, y la investigación se financió con una subvención de la NASA, Siegler no pudo trabajar con los científicos e ingenieros que recopilaron los datos.
“Esa era una limitación: no podíamos llamar a los ingenieros que habían construido el instrumento en China y decirles: ‘Ey, ¿cómo deberíamos interpretar estos datos?’ Habría sido genial poder trabajar con los científicos chinos todo el tiempo. Pero no se nos permite. Pero, por suerte, hicieron públicas algunas de sus bases de datos”.
Siegler pudo aprovechar la experiencia de un científico chino, Jianqing Feng, al que había conocido en una conferencia. Feng trabajaba en un proyecto de exploración lunar en la Academia China de Ciencias.
“Me di cuenta de que combinar los datos de exploración lunar de distintos países nos permitiría profundizar en el conocimiento de la geología lunar y hacer descubrimientos apasionantes”, explicó Feng en un correo electrónico. “Por lo tanto, dejé mi trabajo en China, me mudé a Estados Unidos e ingresé al Planetary Science Institute”.
Los dos orbitadores chinos tenían instrumentos de microondas, habituales en muchos satélites meteorológicos en órbita terrestre pero poco comunes en las naves espaciales interplanetarias.
Los datos de Chang’e-1 y Chang’e-2 proporcionaron así una visión diferente de la Luna, midiendo el flujo de calor hasta 4,5 metros por debajo de la superficie, y resultaron ideales para investigar la rareza de Compton-Belkovich.
Visualmente, la región parece poco destacable. (Ni siquiera tiene nombre propio; la designación con guión deriva de dos cráteres de impacto contiguos, Compton y Belkovich.) Sin embargo, la región fascina a los científicos desde hace un par de décadas.
A fines de la década de 1990, David Lawrence, entonces científico del Laboratorio Nacional de Los Álamos, trabajaba con datos recogidos por la misión Lunar Prospector de la NASA y observó un punto brillante de rayos gamma que salía de ese lugar de la cara oculta de la Luna. La energía de los rayos gamma, la forma de luz de mayor energía, correspondía al torio, un elemento radiactivo.
“Era uno de esos lugares extraños que se destacaban por la abundancia de torio”, explicó Lawrence, que ahora trabaja como científico planetario en el Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins de Maryland. “Soy físico. No soy un experto en geología lunar. Pero incluso como físico, vi que eso se destacaba y dije: ‘Esto es algo que merece la pena seguir estudiando'”.
Las siguientes revelaciones llegaron tras la llegada del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA en 2009. Brad Jolliff, profesor de ciencias terrestres y planetarias de la Universidad Washington de St. Louis, dirigió un equipo que examinó esas imágenes de alta resolución de Compton-Belkovich.
Lo que vieron “se parecía sospechosamente a una caldera”, dijo Jolliff refiriéndose a los restos del borde de un volcán. “Si tenemos en cuenta que estas características tienen miles de millones de años, están extraordinariamente bien conservadas”.
Un análisis más reciente dirigido por Katherine Shirley, actualmente en la Universidad de Oxford (Inglaterra), estimó la edad del volcán en 3.500 millones de años.
Dado que el suelo lunar actúa como un buen aislante, amortiguando las variaciones de temperatura entre el día y la noche, las emisiones de microondas reflejan en gran medida el flujo de calor procedente del interior de la Luna. “Basta con llegar a unos dos metros por debajo de la superficie para dejar de ver el calor del sol”, dijo Siegler.
En Compton-Belkovich, el flujo de calor alcanzaba los 180 milivatios por metro cuadrado, es decir, unas 20 veces el promedio de las tierras altas de la cara oculta de la Luna. Esa medida corresponde a una temperatura de menos 23 grados Celsius a unos dos metros bajo la superficie, o unos 32 grados más que en cualquier otro lugar.
“Este objeto se destacaba por su temperatura resplandeciente en comparación con cualquier otro lugar de la Luna”, explicó Siegler.
Siegler, Feng y los demás investigadores concluyeron que para producir tanto calor y los rayos gamma de torio, el granito, que contiene elementos radiactivos como el torio, era la fuente más probable y que tenía que haber gran cantidad.
“Parece precisar mejor qué tipo de material hay realmente debajo”, dijo Lawrence, que fue uno de los que reseñó el artículo para Nature.
“Es una especie de punta del iceberg”, dijo sobre las emisiones originales de rayos gamma. “Lo que se ve en Compton-Belkovich es una especie de expresión superficial de algo mucho más grande que hay debajo”.
El vulcanismo es evidente en otros lugares de la Luna. Llanuras de lava endurecida -los mares de basalto- cubren vastas franjas de la superficie, sobre todo en el lado cercano. Pero Compton-Belkovich es diferente y se asemeja a ciertos volcanes de la Tierra, como el monte Fuji y el monte Santa Helena, que escupen lava más viscosa.
El granito parece escasear en otros lugares del sistema solar. En la Tierra, el granito se forma en regiones volcánicas donde la corteza oceánica es empujada bajo un continente por la tectónica de placas, las fuerzas geológicas que empujan piezas de la corteza exterior de la Tierra. El agua también es un ingrediente clave del granito.
Pero la Luna es predominantemente seca y carece de tectónica de placas. Las rocas lunares que trajeron los astronautas de la NASA hace más de 50 años sólo contenían unas pocas partículas de granito. Pero los datos de los orbitadores chinos indican una formación de granito de más de 50 kilómetros de ancho por debajo de Compton-Belkovich.
“Ahora necesitamos que los geólogos averigüen cómo se puede producir ese tipo de rasgo en la Luna sin agua, sin tectónica de placas”, dijo Siegler.
Jolliff, que no participó en la investigación, dijo que el artículo era “un aporte nuevo muy agradable”. Dijo que esperaba que la NASA u otra agencia espacial enviara una nave espacial a Compton-Belkovich para realizar mediciones sísmicas y mineralógicas.
Una misión de este tipo podría ayudar a someter a prueba ideas sobre cómo se formó un volcán allí en primer lugar. Una hipótesis es que un penacho de material caliente surgió del manto bajo la corteza, como ocurre bajo las islas hawaianas.
La visa que permite a Feng trabajar en Estados Unidos vencerá pronto. Ha solicitado una nueva, timoneando su carrera científica en medio de las disputas geopolíticas entre Estados Unidos y China.
“Estamos empezando a estudiar otros posibles sistemas graníticos de la Luna”, explicó. “Además, ampliaremos nuestros modelos para explorar las lunas heladas de Júpiter. Por lo tanto, intento quedarme en Estados Unidos el mayor tiempo posible”.
