En los primeros días del sistema solar, Se cree que una primera Tierra fue pulverizada por un planeta que los científicos llaman Theia. No sabemos de qué estaba hecho ni de dónde vino, sólo que pudo haber sido del tamaño de Marte. La poderosa colisión destruyó ambos planetas tan completamente que los científicos solo pueden adivinar cómo eran.

De lo que los científicos están más seguros es de que los dos planetas se convirtieron en una masa de material fundido que se enfrió gradualmente para formar la Tierra y la Luna.

"Esta masa fundida giró y formó un disco, que existió durante unos días. La temperatura, que era muy alto, se enfrió lentamente y todo lo pesado se fusionó para formar la Tierra hoy, "dijo el Dr. Razvan Caracas, un físico que estudia el interior de los planetas en el Centro Nacional Francés de Investigación Científica en Lyon, Francia.

El Dr. Caracas está ejecutando simulaciones por computadora de lo que sucedió con esta masa de átomos y materiales inmediatamente después de la colisión como parte de un proyecto llamado IMPACT. Utiliza una potencia de computadora equivalente a 200 computadoras de escritorio funcionando durante dos semanas para calcular lo que ocurre en un conjunto de condiciones después de la colisión. Tres centros de supercomputación en Francia proporcionarán las 120 millones de horas de tiempo de computación requeridas por el proyecto en solo cinco años.

La onda de choque inicial después de la colisión de la proto-Tierra y Theia generó presiones aplastantes y temperaturas quizás tan altas como 10, 000 ° C en el centro.

"Es difícil imaginar cómo eran las condiciones, ", dijo el Dr. Caracas. Casi toda la tabla periódica de elementos habría estado en una 'condición súper crítica' - una niebla de átomos desensamblados ni en forma gaseosa ni líquida.

En los próximos días, materiales pesados ​​como el hierro comenzaron a formar el centro de un nuevo planeta:la Tierra.

"Los metales se separarían lentamente como gotas a medida que se enfriaban, y luego los silicatos (minerales) se licuarían. Se formó la parte interior más pesada de la Tierra, entonces el material habría caído sobre el planeta, "Dijo Caravas." La parte exterior del disco habría formado un anillo y eventualmente se habría acumulado para formar la luna ".

Reloj

Mientras que la Tierra se unió en unos días, la luna probablemente tardó semanas o meses en tomar forma, según el Dr. Caracas. Incluso puede haber dos lunas dando vueltas alrededor de la Tierra primitiva, con uno chocando contra el otro para crear la luna que vemos hoy. Ambos cuerpos recién acuñados tenían un océano de roca fundida.

Dr. Joshua Snape, un geólogo lunar en VU Amsterdam, Los países bajos, está interesado en la luna temprana. Espera determinar su edad dentro de un rango de decenas o cientos de millones de años. La opinión tradicional es que se formó hace unos 4.500 millones de años.

"Algo profundo estaba sucediendo en la luna hace entre 4,35 y 4,4 mil millones de años. La explicación más simple es que el océano de magma lunar (que cubre la luna) se enfrió, "dijo el Dr. Snape.

Gracias a la falta de actividad tectónica de la luna, todas sus rocas pueden informarnos sobre este período de magma, una etapa importante en la formación de la luna.

Cuánto tiempo tardó el magma en enfriarse es una cuestión crucial, Dice el Dr. Snape. "Es importante comprender cuánto tiempo lleva esto, porque ampliamos lo que sabemos sobre la luna a otros planetas ".

Como la luna es el único cuerpo sustancial en el sistema solar al que hemos viajado y recuperado rocas, sus muestras son valiosas para los científicos. El Dr. Snape ha estudiado las proporciones de isótopos de plomo y uranio en las rocas devueltas por las misiones Apolo y de los meteoritos lunares. Esta proporción actúa como un reloj de tiempo profundo que ha usado para calcular cuándo se formó una roca.

"La luna tiene un registro y actúa como un hermoso laboratorio para comprender los primeros procesos planetarios. Esto será aplicable a Marte, Mercurio o Venus, lugares a los que nos resulta difícil acceder, e incluso puede informarnos sobre nuestro propio planeta, "dijo el Dr. Snape.

La Tierra no es tan útil porque la tectónica de placas entierra y recicla rocas.

"Por eso amamos tanto a la luna, ", dijo." Es un tesoro escondido, geológicamente hablando ".

Sus estudios pueden revelar, por ejemplo, cuánto tiempo permanece activo un cuerpo planetario con erupciones volcánicas cuando no hay placas tectónicas que las impulsen. Esto podría ser importante cuando se trata de estudiar planetas alrededor de otras estrellas.

Océano de magma

El Dr. Snape está trabajando actualmente en un proyecto llamado MoonDiff que implica intentar recrear composiciones de rocas que existían en el océano de magma lunar. Los minerales no se habrían cristalizado de inmediato, pero lo habrían hecho en una secuencia que el Dr. Snape ahora está tratando de reconstruir.

Tritura y calienta las rocas recreadas en condiciones similares a las de la luna cuando su superficie era una masa de roca fundida. "Esta semana estoy realizando experimentos a un gigapascal (mil millones de pascales, una unidad de presión) y 1, 200 ° C, " él dijo.

Conocer la secuencia en la que los minerales se separaron del océano de magma ayudaría a explicar la historia de la luna y su geología actual.

"Las rocas más antiguas de la luna (las partes visibles más claras) están formadas principalmente por un mineral llamado feldespato, que habría flotado hasta la parte superior del océano de magma líquido, "dijo el Dr. Snape.

"Por otra parte, que la muestra de basalto del Apolo 12 y otras rocas similares (que componen las partes grises más oscuras) están formadas principalmente de minerales que habrían sido más densos y hundidos hasta el fondo ".

Dra. Maud Boyet, geoquímico de la Universidad de Clermont Auvergne, Francia, estudia el período de fusión temprano de la Tierra y espera precisar cuándo se enfrió y se volvió habitable por primera vez. Para hacer esto, Ella está examinando la Tierra y las rocas lunares, así como los meteoritos, mediante el uso de nuevas técnicas de espectroscopía de masas, entre otras, para un proyecto llamado ISOREE.

Ella dice que las rocas lunares podrían decirnos cuándo tuvo lugar la gran colisión, pero para hacer eso todavía necesitamos entender la historia temprana de la luna. Las rocas del otro lado de la luna podrían ayudar.

Las rocas lunares recolectadas durante las misiones Apolo provienen del lado de la luna que mira hacia la Tierra. El lado que mira hacia afuera tiene una composición de superficie diferente. Esto podría deberse a que la luna experimentó un segundo derretimiento, quizás causado por una segunda colisión masiva.

"No tenemos muestras (recolectadas) del otro lado de la luna, ", Dijo Boyet." Pero tenemos algunos meteoritos (que aterrizaron en la Tierra) que creemos que vinieron de allí ".