Una brújula convencional sería de poca utilidad en la luna, que hoy carece de un campo magnético global.

Pero la luna produjo un campo magnético hace miles de millones de años, y probablemente era incluso más fuerte que el campo de la Tierra hoy. Los científicos creen que este campo lunar, como la de la Tierra, fue generado por una poderosa dínamo:el batir del núcleo de la luna. En algún momento, esta dinamo, y el campo magnético que generó, Se agoto.

Ahora, los científicos del MIT y otros lugares han determinado el momento del final de la dínamo lunar, hasta hace alrededor de mil millones de años. Los hallazgos aparecen hoy en la revista. Avances de la ciencia .

La nueva sincronización descarta algunas teorías sobre lo que impulsó la dínamo lunar en sus últimas etapas y favorece un mecanismo en particular:la cristalización del núcleo. Mientras cristalizaba el núcleo de hierro interior de la luna, el fluido cargado eléctricamente del núcleo líquido se agitó con fuerza, produciendo la dinamo.

"El campo magnético es esta cosa nebulosa que impregna el espacio, como un campo de fuerza invisible, "dice Benjamin Weiss, profesor de tierra, atmosférico, y ciencias planetarias en el MIT. "Hemos demostrado que la dínamo que produjo el campo magnético de la luna murió hace entre 1,5 y 1 mil millones de años, y parece haber sido impulsado de una manera similar a la de la Tierra ".

Los coautores de Weiss en el artículo son los coautores principales Saied Mighani y Huapei Wang, así como Caue Borlina y Claire Nichols del MIT, junto con David Shuster de la Universidad de California en Berkeley.

Teorías de dínamo en duelo

En los ultimos años, El grupo de Weiss y otros han descubierto signos de un fuerte campo magnético, de alrededor de 100 microteslas, en rocas lunares de hasta 4 mil millones de años. Para comparacion, El campo magnético de la Tierra hoy es de alrededor de 50 microteslas.

En 2017, El grupo de Weiss estudió una muestra recolectada del proyecto Apollo de la NASA, y encontró rastros de un campo magnético mucho más débil, por debajo de 10 microteslas, en una roca lunar determinaron tener unos 2.500 millones de años. Su pensamiento en ese momento era que quizás dos mecanismos para la dínamo lunar estaban en juego:el primero podría haber generado un mecanismo mucho más fuerte, campo magnético anterior hace unos 4 mil millones de años, antes de ser reemplazado por un segundo, mecanismo más duradero que sostenía un campo mucho más débil, hasta hace al menos 2.500 millones de años.

"Hay varias ideas sobre qué mecanismos impulsaron la dínamo lunar, y la pregunta es, ¿Cómo averiguas cuál lo hizo? ", dice Weiss." Resulta que todas estas fuentes de energía tienen una vida útil diferente. Entonces, si pudiera averiguar cuándo se apagó la dínamo, entonces podría distinguir entre los mecanismos que se han propuesto para la dínamo lunar. Ese fue el propósito de este nuevo artículo ".

La mayoría de las muestras lunares de estudios magnéticos de las misiones Apolo han sido de rocas antiguas, que data de alrededor de 3 mil millones a 4 mil millones de años. Estas son rocas que originalmente arrojaron lava en una superficie lunar muy joven, y mientras se enfriaban, sus granos microscópicos se alinearon en la dirección del campo magnético de la luna. Gran parte de la superficie de la luna está cubierta de tales rocas, que se han mantenido sin cambios desde, preservando un registro del antiguo campo magnético.

Sin embargo, Las rocas lunares cuyas historias magnéticas comenzaron hace menos de 3 mil millones de años han sido mucho más difíciles de encontrar porque la mayor parte del vulcanismo lunar había cesado en ese momento.

"Los últimos 3.000 millones de años de historia lunar han sido un misterio porque casi no hay registros de rocas de ello, "Dice Weiss.

"Pequeñas brújulas"

Sin embargo, él y sus colegas identificaron dos muestras de roca lunar, recogidos por los astronautas durante las misiones Apolo, que parecen haber sufrido un impacto masivo hace unos mil millones de años y, como resultado, se fundieron y soldaron de tal manera que su antiguo registro magnético fue prácticamente borrado.

El equipo llevó las muestras al laboratorio y primero analizó la orientación de los electrones de cada roca. que Weiss describe como "pequeñas brújulas" que se alinean en la dirección de un campo magnético existente o aparecen en orientaciones aleatorias en ausencia de uno. Para ambas muestras, el equipo observó lo último:configuraciones aleatorias de electrones, sugiriendo que las rocas se formaron en un campo magnético extremadamente débil a esencialmente cero, de no más de 0,1 microteslas.

Luego, el equipo determinó la edad de ambas muestras utilizando una técnica de datación radiométrica que Weiss y Shuster pudieron adaptar para este estudio.

El equipo sometió las muestras a una serie de pruebas para ver si eran realmente buenos registradores magnéticos. En otras palabras, una vez que fueron recalentados por un impacto masivo, ¿Podrían haber sido lo suficientemente sensibles como para registrar incluso un campo magnético débil en la luna? si existiera?

Para responder a esto, los investigadores colocaron ambas muestras en un horno y las explotaron con altas temperaturas para borrar efectivamente su registro magnético, luego expuso las rocas a un campo magnético generado artificialmente en el laboratorio mientras se enfriaban.

Los resultados confirmaron que las dos muestras eran realmente registradores magnéticos fiables y que la intensidad de campo que midieron inicialmente, de 0,1 microteslas, representó con precisión el valor máximo posible del campo magnético extremadamente débil de la luna hace mil millones de años. Weiss dice que un campo de 0.1 microteslas es tan bajo que es probable que la dínamo lunar haya terminado en ese momento.

Los nuevos hallazgos se alinean con la vida útil prevista de la cristalización del núcleo, un mecanismo propuesto para la dínamo lunar que podría haber generado un campo magnético débil y de larga duración en la última parte de la historia de la luna. Weiss dice que antes de la cristalización del núcleo, un mecanismo conocido como precesión puede haber impulsado una dínamo mucho más fuerte, aunque de corta duración. La precesión es un fenómeno por el cual la capa exterior sólida de un cuerpo como la luna, muy cerca de un cuerpo mucho más grande como la Tierra, se tambalea en respuesta a la gravedad de la Tierra. Este bamboleo agita el fluido en el núcleo, la forma en que agitar una taza de café revuelve el líquido del interior.

Hace alrededor de 4 mil millones de años, la luna infantil probablemente estaba mucho más cerca de la Tierra de lo que está hoy, y mucho más susceptible a los efectos gravitacionales del planeta. Mientras la luna se alejaba lentamente de la Tierra, el efecto de la precesión disminuyó, debilitando la dínamo y el campo magnético a su vez. Weiss dice que es probable que hace unos 2.500 millones de años, La cristalización del núcleo se convirtió en el mecanismo dominante por el cual la dínamo lunar continuó, produciendo un campo magnético más débil que continuó disipándose a medida que el núcleo de la luna finalmente cristalizó por completo.

El grupo está mirando a continuación para medir la dirección del antiguo campo magnético de la luna con la esperanza de obtener más información sobre la evolución de la luna.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.