Cómo la Tierra obtuvo su luna es una cuestión que se ha debatido durante mucho tiempo. La teoría del impacto gigante, que establece que la luna se formó a partir de una colisión entre la Tierra primitiva y un cuerpo rocoso llamado Theia, se ha convertido en la primera entre las explicaciones. Pero los detalles sobre cómo sucedió esto son borrosos y hay muchas observaciones que los científicos todavía están luchando por explicar.

Ahora un nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience, ha arrojado luz sobre lo que realmente sucedió al resolver uno de los mayores misterios que rodearon el accidente:por qué la luna terminó siendo casi idéntica a la Tierra, en lugar de Theia, suponiendo que ella existiera.

Según la teoría del impacto gigante, Theia era un cuerpo aproximadamente del tamaño de Marte o más pequeño:la mitad del diámetro de la Tierra. Se estrelló contra la Tierra en desarrollo hace 4.500 millones de años. Esta colisión produjo suficiente calor para crear océanos de magma y expulsó una gran cantidad de escombros en órbita alrededor de la Tierra. que posteriormente se fusionó en la luna.

La teoría explica la forma y la velocidad a la que la Tierra y la luna giran una alrededor de la otra. Están bloqueados por las mareas lo que significa que la luna siempre muestra el mismo lado hacia la Tierra cuando gira a su alrededor. Es por eso que fue un gran logro cuando los chinos aterrizaron su nave espacial Chang'e 4 en el lado opuesto de la luna en 2019; las comunicaciones directas con ese lado nunca son posibles desde la Tierra.

La luna y la Tierra son casi idénticas en composición. Las diferencias son que la luna tiene menos hierro y menos elementos ligeros como el hidrógeno, que son necesarios para producir agua. La teoría del impacto gigante explica por qué. El hierro, elemento pesado, se habría retenido en la Tierra. Y el calor producido durante el impacto y la expulsión al espacio habría hervido los elementos más ligeros mientras que el resto del material de la Tierra y Theia se habría mezclado.

Los modelos informáticos han reproducido los eventos que llevaron a la formación de la luna. Los modelos que mejor se ajustan a todas las observaciones sugieren que la luna debería estar compuesta aproximadamente en un 80% por el material procedente de Theia. Entonces, ¿por qué la luna es sospechosamente similar a la Tierra?

Una explicación es que Theia y la Tierra primitiva deben haber tenido una composición idéntica para empezar. Eso parece poco probable porque cada cuerpo planetario documentado en nuestro sistema solar tiene su propia composición única, con ligeras diferencias que reflejan la distancia del sol donde se forma un cuerpo.

Otra explicación es que la mezcla de los dos cuerpos fue mucho más completa de lo previsto, dejando una firma menos clara de Theia en la luna. Pero eso también es poco probable, ya que requeriría un impacto mucho mayor que el que realmente tuvo lugar.

Cavando profundo

El nuevo estudio resuelve este dilema al mostrar que la Tierra y la Luna no son tan similares como se pensaba anteriormente. Los investigadores observaron con muy alta precisión la distribución de isótopos del elemento oxígeno en las rocas devueltas de la luna por los astronautas del Apolo. En Quimica, el núcleo atómico de cualquier elemento está formado por partículas conocidas como protones y neutrones; los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones en el núcleo que la versión regular, pero diferente número de neutrones. En este caso, isótopo de oxígeno, O-18, que tiene ocho protones y diez neutrones, es un poco más pesado que el mucho más común que el O-16, con sus ocho protones y ocho neutrones.

El estudio muestra que hay una pequeña diferencia entre la Tierra y la Luna en su composición de isótopos de oxígeno; después de todo, sus perfiles no son idénticos. Qué es más, la diferencia aumenta cuando miras las rocas del manto de la luna, que es una capa debajo de la superficie o corteza, que tiene isótopos de oxígeno más ligeros que la Tierra. Esto es importante. La corteza es donde habrían terminado los escombros mezclados, mientras que el interior profundo tendría más trozos de Theia.

Entonces Theia y la Tierra no eran idénticas y la luna y la tierra tampoco son idénticas. Pero los resultados también nos enseñan un poco más sobre la propia Theia.

Debido a la gravedad uno puede esperar un poco más de los isótopos más pesados ​​más cerca del Sol. Comparado con la Tierra, Theia debe haber tenido más isótopos de oxígeno más ligeros, lo que sugiere que se habría formado más lejos del Sol que de la Tierra.

Con los resultados de este estudio, la teoría del impacto gigante ha cruzado otro obstáculo para explicar la formación de nuestra luna, y hemos aprendido un poco más sobre la propia Theia en el camino.

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