¿Qué efecto tiene la exposición a la radiación en el vidrio de la Luna durante miles de millones de años?

Características estructurales de las muestras L-R y H-A para partículas vítreas I. Imágenes TEM transversales de campo brillante de (A ) la muestra L-R y (B ) el H-A. Cada recuadro muestra un patrón SAD tipo halo difractivo, que indica la estructura completamente vítrea. Imágenes HRTEM de (D ) la muestra L-R y (E ) el H-A. (C ) Comparación del patrón SAD entre la muestra L-R (izquierda) y la H-A (derecha). (F ) Factor de estructura S (q ) de las muestras L-R y H-A obtenidas de los patrones SAD que se muestran en (C). Crédito:Avances científicos (2023). DOI:10.1126/sciadv.adi6086

Un equipo de científicos de materiales del Laboratorio de Materiales del Lago Songshan, en colaboración con colegas de la Academia China de Tecnología Espacial y la Academia China de Ciencias, todas ellas en China, ha descubierto que miles de millones de años de exposición a la radiación han endurecido el vidrio de la Luna.

En su artículo publicado en la revista Science Advances El grupo describe cómo probaron muestras de regolito lunar traídas a la Tierra por el módulo de aterrizaje lunar Chang'e-5 de China y luego trataron las muestras para rejuvenecerlas con fines de comparación.

Los humanos fabricamos vidrio desde hace aproximadamente 4.000 años; la naturaleza, en cambio, lo viene haciendo desde hace miles de millones de años. En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación estudió el vidrio que se ha producido naturalmente en la Luna mediante el impacto de meteoritos y el derretimiento del regolito lunar (algunos de ellos tienen miles de millones de años).

Investigaciones anteriores han demostrado que la superficie de la luna está llena de pequeños trozos de vidrio, cada uno de los cuales ha sido expuesto a los rayos cósmicos y la radiación del sol. En este nuevo esfuerzo, el equipo de investigación quería saber qué tipo de impacto ha tenido dicho bombardeo en el cristal lunar.

Para averiguarlo, los investigadores obtuvieron cinco piezas de vidrio muy pequeñas traídas por el módulo de aterrizaje lunar Chang'e-5; cada una no era más grande que el ancho de un cabello humano. Cada uno fue estudiado utilizando un microscopio electrónico de transmisión, lo que le dio al equipo una visión de su estructura. También exprimieron cada muestra para ver cómo reaccionaban a la fuerza. Ambos métodos de estudio brindaron a los investigadores una base para aprender más sobre cómo el envejecimiento ha impactado los trozos de vidrio.

Luego, el equipo de investigación sometió cada una de las muestras de vidrio a un calor extremo (650 °C) durante aproximadamente cinco minutos. Este tratamiento térmico fue suficiente para que el vidrio comenzara a derretirse, un tratamiento que, según los investigadores, devolvió las muestras a su forma original. Esto permitió a los investigadores comparar la forma original del vidrio con su estado actual, lo que les permitió ver lo que les habían hecho miles de millones de años de radiación.

Al observar las diferencias, el equipo de investigación encontró cambios importantes en el módulo de Young, que prueba cuánta fuerza puede soportar un material antes de que se distorsione:encontraron cambios de hasta el 70%. También descubrieron que el bombardeo de radiación había endurecido el vidrio.

Más información: Ziqiang Chen et al, Efectos del envejecimiento de las escalas de tiempo geológicas de los vasos lunares, Avances científicos (2023). DOI:10.1126/sciadv.adi6086

Información de la revista: Avances científicos