Uno de los cráteres más grandes del Sistema Solar está en nuestra Luna. Se llama la cuenca del Polo Sur-Aitken (SPA) y tiene 2.500 km (1.600 millas) de diámetro y 13 km (8,1 millas) de profundidad. Un nuevo estudio dice que la cuenca puede contener un enorme trozo de metal que es más grande que la Isla Grande de Hawai.

El estudio, titulado «Estructura profunda del Polo Sur Lunar-Cuenca Aitken», se publica en Geophysical Research Letters. Su autor principal es Peter B. James, Profesor Asistente de Geofísica Planetaria en Baylor’s College of Arts & Sciences. Se basa en datos de la misión de Recuperación de Gravedad e Interior de la NASA (GRAIL).

La cuenca del SPA es el cráter de impacto más grande reconocido universalmente en el Sistema Solar. No se puede ver desde la Tierra porque está al otro lado de la Luna. Tiene forma ovalada, y si estuviera en la Tierra se extendería desde Waco, Texas hasta Washington, DC. Con una profundidad de 13 km, el cráter es aproximadamente seis veces más profundo que ancho. Su estatus como una de las estructuras más antiguas y bien conservadas de la Luna hacen de la cuenca TERMAL un tema de gran interés científico.

Enterrado bajo este gigantesco cráter hay un enorme trozo de metal.

falso-color de la gráfica del lado lejano de la Luna que muestra el cráter de impacto. Crédito de la imagen: NASA / Goddard Space Flight Center / University of Arizona

» Imagine tomar una pila de metal cinco veces más grande que la Isla Grande de Hawai y enterrarla bajo tierra. Esa es aproximadamente la cantidad de masa inesperada que detectamos», dijo el autor principal Peter B. James.

La masa está probablemente a cientos de millas bajo la superficie lunar, pero como dice el artículo, » Podría ser una anomalía de gran densidad distribuida a través de un rango modesto de profundidades, o podría ser una anomalía de densidad sutil distribuida a lo largo de la profundidad del manto.»

Esta imagen muestra el exceso de masa del manto por unidad de área. Un gran exceso de masa en el interior sur de la cuenca del Polo Sur-Aitken coincide con la depresión central, delineada aquí con un círculo gris discontinuo. Las líneas negras marcan las elipses que mejor se ajustan al Polo Sur: el anillo interior, el anillo exterior y la escarpa exterior de la cuenca Aitken. Crédito de la imagen: James et. al., 2019.

La misión GRAIL de la NASA se lanzó en 2011 y pasó aproximadamente un año mapeando la gravedad de la Luna antes de estrellarse contra la Luna en una maniobra final. GRAIL utilizó dos naves espaciales en la misma órbita lunar. Se llamaban GRIAL – A y GRIAL-B, o Flujo y reflujo.

A medida que el FLUJO y REFLUJO volaban sobre áreas con masas diferentes, se movían un poco hacia o lejos el uno del otro. Los instrumentos de precisión de la nave espacial GRAIL miden estos cambios y los datos se utilizaron para generar una imagen de alta resolución del campo gravitacional de la Luna.

El mapa de gravedad de la Luna creado por el GRIAL. El rojo representa los excesos de masa, y el azul representa las deficiencias de masa. Crédito de la imagen: Por NASA / JPL-Caltech / MIT/GSFC - Mapa de Gravedad de la Luna del GRIAL, Dominio Público,'s Gravity Map of the Moon, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106
El mapa de gravedad de la Luna creado por el GRIAL. El rojo representa los excesos de masa, y el azul representa las deficiencias de masa. Crédito de la Imagen: Por NASA / JPL-Caltech/MIT/GSFC – Mapa de Gravedad de la Luna del GRIAL, Dominio Público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=23051106

Uno de los objetivos científicos del GRIAL fue determinar la estructura del subsuelo de las cuencas de impacto y el origen de los mascones lunares (concentraciones de masa. Este estudio se deriva de ese esfuerzo, y combina datos del GRIAL con datos del Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO.)

«Cuando combinamos los datos del GRIAL con los datos de topografía lunar del Orbitador de Reconocimiento Lunar, descubrimos la cantidad inesperadamente grande de masa a cientos de millas por debajo de la cuenca Aitken del Polo Sur», dijo James.

Sea lo que sea esa materia densa, está tirando del suelo del cráter por más de media milla, según James. Simulaciones por computadora sugieren que la masa podría ser un enorme trozo de níquel y hierro, y que era el núcleo de un asteroide que golpeó la Luna y se alojó en el manto superior.

«Una de las explicaciones de esta masa extra es que el metal del asteroide que formó este cráter todavía está incrustado en el manto de la Luna», dijo James en un comunicado de prensa. Según el nuevo artículo, » el exceso de masa observado en el manto es aproximadamente equivalente a 9 un núcleo de hierro y níquel de 95 km de diámetro en el manto de la Luna.»

Un esquema de la estructura de la Luna. Crédito de la imagen: Por Bryan Derksen en Wikipedia en inglés-Transferido de en.wikipedia a Commons por Liftarn usando CommonsHelper., Dominio público,
Un esquema de la estructura de la Luna. Crédito de la imagen: Por Bryan Derksen en Wikipedia en inglés-Transferido de en.wikipedia a Commons por Liftarn usando CommonsHelper., Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4489173

Hicieron los Cálculos y los Cálculos Dijeron

» Hicimos los cálculos y demostramos que un núcleo suficientemente disperso del asteroide que hizo el impacto podía permanecer suspendido en el manto de la Luna hasta el día de hoy, en lugar de hundirse en el núcleo de la Luna», dijo James.

Pero esa no es la única posibilidad. Sólo la obvia.

La masa de material podría ser una reliquia de la formación de la Luna. Es posible que sea una concentración de óxidos densos de la última etapa de solidificación del magma lunar en el océano. La Luna se formó hace unos 4,51 mil millones de años, probablemente como resultado de la colisión de la Tierra con un protoplaneta antiguo llamado Theia. Poco después de formarse, hace 4,5 mil millones de años, sus océanos magmáticos se enfriaron y solidificaron. A medida que se enfriaban y solidificaban, uno de los últimos óxidos en formarse habría sido FeTiO3, también conocido como ilmenita. Es muy denso y podría explicar la anomalía.

Es difícil determinar la naturaleza exacta del material debajo de la cuenca del SPA. Parece extremadamente improbable que una gran concentración de hierro y níquel, si eso es lo que es, esté justo debajo de uno de los cráteres de impacto más grandes del Sistema Solar, sin que los dos estén conectados.

Si fue el resultado del impacto de un asteroide, ¿cuándo ocurrió? Como James le dijo a Universe Today, » No lo sabemos, pero si la Luna estaba demasiado caliente en el momento del impacto, el metal denso del núcleo del impactador probablemente debería haberse hundido hasta el núcleo de la Luna, en cuyo caso no lo veríamos.»

El borde preservado del cráter alrededor de SPA proporciona evidencia importante para establecer el momento del impacto. Como James le dijo a Universe Today, » Tampoco veríamos un borde preservado si el SPA se formara en un océano de magma. Por lo tanto, la Luna probablemente tuvo la oportunidad de enfriarse un poco antes de que ocurriera este impacto.»

Otra imagen de la cuenca del Polo Sur-Aitken de la sonda Kaguya de Japón. Por Ittiz-Obra propia, CC BY-SA 3.0,'s Kaguya probe. By Ittiz - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035
Otra imagen de la cuenca del Polo Sur-Aitken de la sonda Kaguya de Japón. Por Ittiz-Trabajo propio, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=8637035

Es diferente de Otros Cráteres

La cuenca del SPA es diferente de otros cráteres de impacto en la Luna. Otros cráteres tienen un patrón a ojo de buey de anomalías de gravedad, pero SPA no. James le dijo a Universe today que SPA » tiene una amplia región de gravedad débil correlacionada con una depresión topográfica que es creada por la densa anomalía del manto que pesa sobre la superficie de la Luna.»

Una comparación lado a lado de SPA (derecha) y la Cuenca Oriental de la Luna (izquierda.) Tenga en cuenta el patrón de diana en la cuenca de impacto Oriental,y la ausencia de un patrón de diana en la cuenca del SPA. Crédito de la imagen: NASA / GRAIL's Orientale Basin (left.) Note the bullseye pattern in the Orientale impact basin,a nd the absence of a bullseye pattern in the SPA basin. Image Credit: NASA/GRAIL
Una comparación lado a lado de SPA (derecha) y la Cuenca Oriental de la Luna (izquierda.) Tenga en cuenta el patrón de diana en la cuenca de impacto Oriental,y la ausencia de un patrón de diana en la cuenca del SPA. Crédito de la imagen: NASA / GRAIL

Según James, la cuenca es » uno de los mejores laboratorios naturales para estudiar eventos de impacto catastrófico, un proceso antiguo que dio forma a todos los planetas rocosos y lunas que vemos hoy en día.»

Desbloquear los secretos de la cuenca del SPA requerirá más trabajo. Descartar el impacto de un asteroide o los óxidos de la solidificación de magma como causa de la anomalía requerirá simulaciones mejoradas. Como James le dijo a Universe Today, «La mejor manera de descartar un escenario u otro sería realizar simulaciones más nuevas y mejores.”

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