Hace miles de millones de años, los lagos de lava en la superficie de la luna finalmente se secaron para formar las vastas manchas oscuras, la maría lunar, visibles hoy en el lado cercano lunar. Ahora, gracias a las muestras de rocas devueltas recientemente a la Tierra por la misión Chang'e 5 de China, Los científicos tienen una nueva estimación de cuándo se secó uno de los últimos flujos de lava.

En un estudio publicado en la revista Ciencias , Un equipo internacional de investigadores descubrió que las rocas de basalto recolectadas de la vasta llanura volcánica conocida como Oceanus Procellarum, una región que se cree que ha albergado el vulcanismo más reciente en la luna, tienen aproximadamente 2 mil millones de años. La firme edad radiométrica no solo pone un punto final al período volcánico más activo de la luna, pero también sirve como guía para calibrar el tiempo de otros eventos en la luna antes y después.

Jim Head, un profesor de investigación en el Departamento de Tierra de Brown, Ciencias ambientales y planetarias y coautor del nuevo estudio, dice que estas muestras, las primeras en ser devueltas a la Tierra en 45 años, llenan vacíos críticos en la comprensión de los científicos sobre la historia de la luna.

Discutió los hallazgos en una entrevista.

P:¿De dónde provienen estas muestras? y por que son importantes

Estas muestras provienen de una región de la luna que ha sido en gran parte inexplorada por naves espaciales aterrizadas. Las muestras anteriores de las misiones Apolo y las misiones soviéticas de la Luna provienen de la parte central y oriental del lado más cercano de la luna. Pero quedó claro a medida que recopilamos más datos de detección remota que el vulcanismo más reciente en la luna estaba absolutamente en esa parte occidental, por lo que esa región se convirtió en un objetivo principal para la recolección de muestras. Específicamente, las muestras procedían de cerca de Mons Rümker, un montículo volcánico en la mayor de las marías lunares, Oceanus Procellarum.

P:Este estudio analizó tanto la composición como la edad de las muestras. Empecemos por la edad. ¿Por qué es importante saber cuántos años tienen estas muestras?

En primer lugar, nos ayuda a reconstruir cuánto duró el vulcanismo de la yegua lunar, lo cual es de vital importancia para todos nuestros modelos de evolución térmica para la luna. Este no es el depósito volcánico más joven de la luna, pero es uno de los más jóvenes. Por lo tanto, tener la edad de este depósito impone algunas limitaciones al período de tiempo del vulcanismo de la yegua.

Pero también es fundamental para establecer edades absolutas de otras características en la luna y en otros lugares. Cuando miramos una superficie o una característica en la luna de la que no tenemos muestras para la datación radiométrica, tratamos de estimar su edad a través de la distribución de frecuencia de tamaño de los cráteres de impacto. Básicamente, como pasa el tiempo, los impactos más grandes se vuelven más raros. Entonces, contando cráteres de diferentes tamaños, podemos establecer una edad relativa de una superficie. Pero hace entre mil y tres mil millones de años, no tenemos muchos buenos puntos de datos que nos digan cómo se ve el flujo de impacto. Entonces, tener una fecha radiométrica absoluta para esta superficie nos ayuda a calibrar la curva de flujo, lo que nos ayuda a fechar otras superficies. Y eso no es cierto solo para la luna. Esto nos ayuda a calibrar las edades de Marte, Venus y otros lugares.

P:¿Cuáles son las grandes conclusiones en términos de la composición química de las muestras?

La región de la que se tomaron estas muestras es un terreno único en la luna, que parece que puede tener concentraciones realmente altas de elementos radiactivos, particularmente torio. Entonces, una idea de por qué el vulcanismo duró mucho más en esta región en comparación con otras fue que tenías todos estos elementos radiactivos concentrados juntos, lo que genera mucho calor. Ese calor derrite el manto y se forman flujos volcánicos.

Sin embargo, en estas muestras, en realidad, no vimos una composición elevada de elementos radiactivos. Si estos elementos radiactivos están impulsando el vulcanismo en esta región, esperamos ver una radiactividad mejorada en las muestras. Pero no lo hicimos. En lugar de, la composición era similar a los basaltos de yegua de depósitos más antiguos. Entonces eso arroja algunas dudas sobre esa hipótesis de vulcanismo duradero.

P:¿Podría compartir detalles sobre su participación en esta misión?

Sí, Ha sido absolutamente maravilloso trabajar con nuestros colegas chinos en lo que ha sido una misión fantástica. He estado viajando a China durante aproximadamente una década para trabajar con investigadores y estudiantes chinos. He dado conferencias en la Agencia Espacial Nacional China sobre mi trabajo con el programa Apollo, y hemos podido discutir los objetivos científicos de su programa lunar. Y hemos mantenido esa colaboración a través de estudiantes graduados visitantes y otros tipos de cosas sobre la planificación básica de la misión y la ejecución de la misión, y ahora el análisis de las muestras. Ahora, Yuqi Qian de la Universidad de Geociencias de China-Wuhan nos está visitando en Brown y ha jugado un papel tremendo en nuestro trabajo en esta misión.

Brown tiene una larga historia de este tipo de colaboración internacional, volviendo a nuestro trabajo con la Unión Soviética en el programa Luna y las misiones Venera a Venus.

P:¿Qué le depara el futuro a esta colaboración?

China tiene grandes ambiciones en términos de su programa de exploración lunar, y esperamos seguir trabajando con ellos. Una misión potencial es un retorno robótico de muestras desde el otro lado lunar, una región llamada Cuenca del Polo Sur-Aitken. Queremos explorar esa área por una variedad de razones:podría haber expuesto depósitos del manto lunar, y es la cuenca de gran impacto más antigua y podríamos fecharla radiométricamente con las muestras devueltas. Así que es un verdadero punto caliente de exploración futura.

También estamos trabajando con nuestros colegas chinos en su programa de Marte y su reciente rover de Marte. Así que es un momento realmente emocionante para la colaboración internacional en exploración.