La Luna de la Tierra tuvo un comienzo difícil en la vida. Formado a partir de un trozo de la Tierra que fue cortado durante una colisión planetaria, pasó sus primeros años cubierto por un océano global turbulento de magma fundido antes de enfriarse y formar la superficie serena que conocemos hoy.

Un equipo de investigación dirigido por la Escuela de Geociencias de la Universidad de Texas en Austin Jackson se trasladó al laboratorio para recrear el deshielo magmático que una vez formó la superficie lunar y descubrió nuevos conocimientos sobre cómo se originó el paisaje lunar moderno. Su estudio muestra que la corteza lunar se formó inicialmente a partir de rocas que flotaban en la superficie del océano de magma y se enfriaban. Sin embargo, El equipo también descubrió que uno de los grandes misterios de la formación del cuerpo lunar, cómo podría desarrollar una corteza compuesta de un solo mineral, no puede explicarse por la formación inicial de la corteza y debe haber sido el resultado de algún evento secundario.

Los resultados fueron publicados el 21 de noviembre en la Revista de investigación geofísica:planetas .

"Es fascinante para mí que pudiera haber un cuerpo tan grande como la Luna que estuviera completamente fundido, "dijo Nick Dygert, un profesor asistente en la Universidad de Tennessee, Knoxville, quien dirigió la investigación mientras era investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias Geológicas de la Escuela Jackson. "Que podemos ejecutar estos sencillos experimentos, en estas diminutas cápsulas aquí en la Tierra y hacer predicciones de primer orden sobre cómo habría evolucionado un cuerpo tan grande es una de las cosas realmente emocionantes de la física mineral ".

Dygert colaboró ​​con el profesor asociado de la escuela Jackson, Jung-Fu Lin, El profesor James Gardner y Ph.D. estudiante Edward Marshall, así como Yoshio Kono, un científico de líneas de luz en el Laboratorio Geofísico de la Carnegie Institution de Washington.

Grandes porciones de la corteza lunar están compuestas por un 98 por ciento de plagioclasa, un tipo de mineral. Según la teoría predominante, que el estudio cuestiona, la pureza se debe a la plagioclasa que flota en la superficie del océano de magma durante cientos de millones de años y se solidifica en la corteza lunar. Esta teoría depende de que el océano de magma tenga una viscosidad específica, un término relacionado con la "pegajosidad, "Eso permitiría que la plagioclasa se separara de otros minerales densos con los que cristalizara y subiera a la cima.

Dygert decidió probar la plausibilidad de esta teoría midiendo directamente la viscosidad del magma lunar. La hazaña implicó recrear el material fundido en el laboratorio mediante la fusión instantánea de polvos minerales en proporciones similares a la de la Luna en un aparato de alta presión en una instalación de sincrotrón. una máquina que dispara un haz concentrado de rayos X de alta energía, y luego midiendo el tiempo que le tomó a una esfera resistente al derretimiento hundirse a través del magma.

"Previamente, no había datos de laboratorio que respaldaran los modelos, ", dijo Lin." Así que esta es realmente la primera vez que tenemos resultados experimentales de laboratorio confiables para comprender cómo se formaron la corteza y el interior de la Luna ".

El experimento encontró que el magma fundido tenía una viscosidad muy baja, en algún lugar entre el aceite de oliva y el jarabe de maíz a temperatura ambiente, un valor que habría apoyado la flotación de plagioclasa. Sin embargo, también habría llevado a la mezcla de plagioclasa con el magma, un proceso que atraparía otros minerales entre los cristales de plagioclasa, creando una costra impura en la superficie lunar. Debido a que las investigaciones basadas en satélites demuestran que una parte significativa de la corteza en la superficie de la Luna es pura, un proceso secundario debe haber resurgido en la Luna, exponiendo un más profundo, mas joven, capa más pura de corteza de flotación. Dygert dijo que los resultados apoyan un "vuelco de la corteza" en la superficie lunar donde la vieja corteza mixta fue reemplazada por joven, boyante, depósitos calientes de plagioclasa pura. La crusa más antigua también podría haber sido erosionada por los asteroides que chocaron contra la superficie de la Luna.

Dygert dijo que los resultados del estudio ejemplifican cómo los experimentos a pequeña escala pueden conducir a una comprensión a gran escala de los procesos geológicos que construyen cuerpos planetarios en nuestro sistema solar y otros.

"Veo la Luna como un laboratorio planetario, "Dijo Dygert." Es tan pequeño que se enfrió rápidamente, y no hay atmósfera ni tectónica de placas para acabar con los primeros procesos de evolución planetaria. Los conceptos descritos aquí podrían aplicarse a casi cualquier planeta ".