Casi 50 años desde que el hombre pisó la luna por primera vez, la raza humana está avanzando una vez más con los intentos de aterrizar en el satélite de la Tierra. Este año solo China ha aterrizado una nave espacial robótica en el lado opuesto de la luna, mientras que India está cerca de aterrizar un vehículo lunar, e Israel continúa su misión de aterrizar en la superficie, a pesar del colapso de su reciente empresa. Mientras tanto, la NASA ha anunciado que quiere enviar astronautas al polo sur de la Luna para 2024.

Pero mientras estas misiones buscan ampliar nuestro conocimiento de la luna, todavía estamos trabajando para responder una pregunta fundamental al respecto:¿cómo terminó donde está?

El 21 de julio 1969, La tripulación del Apolo 11 instaló el primer juego de espejos para reflejar láseres dirigidos a la luna desde la Tierra. Los experimentos posteriores llevados a cabo con estas matrices han ayudado a los científicos a calcular la distancia entre la Tierra y la Luna durante los últimos 50 años. Ahora sabemos que la órbita de la luna se ha agrandado 3,8 cm por año, se está alejando de la Tierra.

Esta distancia y el uso de rocas lunares para fechar la formación de la luna hace 4.510 millones de años, son la base de la hipótesis del impacto gigante (la teoría de que la luna se formó a partir de escombros después de una colisión al principio de la historia de la Tierra). Pero si asumimos que la recesión lunar siempre ha sido de 3,8 cm / año, tenemos que retroceder 13 mil millones de años para encontrar un momento en el que la Tierra y la luna estuvieran muy juntas (para que se formara la luna). Esto fue hace demasiado tiempo, pero el desajuste no es sorprendente, y podría explicarse por los continentes y las mareas antiguos del mundo.

Mareas y recesión

La distancia a la luna se puede vincular a la historia de las configuraciones continentales de la Tierra. La pérdida de energía de las mareas (debido a la fricción entre el océano en movimiento y el lecho marino) ralentiza el giro del planeta, lo que obliga a la luna a alejarse de él, la luna retrocede. Las mareas están controladas en gran medida por la forma y el tamaño de las cuencas oceánicas de la Tierra. Cuando las placas tectónicas de la Tierra se mueven, la geometría del océano cambia, y también la marea. Esto afecta la retirada de la luna, por lo que parece más pequeño en el cielo.

Esto significa que si sabemos cómo las placas tectónicas de la Tierra han cambiado de posición, podemos averiguar dónde estaba la luna en relación con nuestro planeta en un momento dado.

Sabemos que la fuerza de la marea (y por tanto la tasa de recesión) también depende de la distancia entre la Tierra y la Luna. Entonces podemos suponer que las mareas eran más fuertes cuando la luna era joven y estaba más cerca del planeta. A medida que la luna retrocedió rápidamente al principio de su historia, las mareas se habrán debilitado y la recesión más lenta.

Las matemáticas detalladas que describen esta evolución fueron desarrolladas por primera vez por George Darwin, hijo del gran Charles Darwin, en 1880. Pero su fórmula produce el problema opuesto cuando ingresamos nuestras cifras modernas. Predice que la Tierra y la Luna estaban juntas hace solo 1.500 millones de años. La fórmula de Darwin solo puede conciliarse con las estimaciones modernas de la edad y la distancia de la luna si su tasa de recesión reciente típica se reduce a aproximadamente un centímetro por año.

La implicación es que las mareas de hoy deben ser anormalmente grandes, causando la tasa de recesión de 3,8 cm. La razón de estas grandes mareas es que el actual Océano Atlántico Norte tiene el ancho y la profundidad adecuados para estar en resonancia con la marea, por lo que el período natural de oscilación es cercano al de la marea, permitiéndoles hacerse muy grandes. Esto es muy parecido a un niño en un columpio que se mueve más alto si se lo empuja en el momento adecuado.

Pero retrocedamos en el tiempo, unos pocos millones de años son suficientes, y el Atlántico Norte tiene una forma lo suficientemente diferente como para que esta resonancia desaparezca. por lo que la tasa de recesión de la luna habrá sido más lenta. A medida que la tectónica de placas movía los continentes, y como la ralentización de la rotación de la Tierra cambió la duración de los días y el período de las mareas, el planeta habría entrado y salido de estados similares de marea fuerte. Pero no conocemos los detalles de las mareas durante largos períodos de tiempo y, como resultado, no podemos decir dónde estaba la luna en el pasado distante.

Solución de sedimentos

Un enfoque prometedor para resolver esto es intentar detectar los ciclos de Milankovitch a partir de cambios físicos y químicos en sedimentos antiguos. Estos ciclos se producen debido a variaciones en la forma y orientación de la órbita de la Tierra, y variaciones en la orientación del eje de la Tierra. Estos produjeron ciclos climáticos, como las edades de hielo de los últimos millones de años.

La mayoría de los ciclos de Milankovitch no cambian sus períodos a lo largo de la historia de la Tierra, pero algunos se ven afectados por la velocidad de giro de la Tierra y la distancia a la luna. Si podemos detectar y cuantificar esos períodos en particular, podemos usarlos para estimar la duración del día y la distancia Tierra-Luna en el momento en que se depositaron los sedimentos. Hasta aquí, esto solo se ha intentado para un solo punto en el pasado distante. Los sedimentos de China sugieren que hace 1.400 millones de años la distancia Tierra-Luna era 341, 000km (su distancia actual es 384, 000km).

Ahora nuestro objetivo es repetir estos cálculos para sedimentos en cientos de lugares establecidos en diferentes períodos de tiempo. Esto proporcionará un registro sólido y casi continuo de la recesión lunar durante los últimos miles de millones de años, y darnos una mejor apreciación de cómo cambiaron las mareas en el pasado. Juntos, Estos estudios interrelacionados producirán una imagen coherente de cómo ha evolucionado el sistema Tierra-Luna a lo largo del tiempo.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.