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La luna fue golpeada por asteroides con más fuerza de lo que parece

La superficie llena de cráteres de la luna cuenta la historia de repetidas colisiones durante un largo período de tiempo. Si bien la geología activa de la Tierra borra la mayoría de las pruebas de impactos, la Luna no tiene un mecanismo que pueda hacer lo mismo. Por lo tanto, existe una clara evidencia de un rico pasado en influencia.

El registro visual de la perforación lunar se utiliza para comprender la composición y la historia de la Tierra, ya que los períodos de impactos repetidos afectarán a ambos cuerpos de manera similar. Pero hay algo mal en nuestra comprensión de la historia de la luna. La datación de los cráteres de impacto, la dinámica de los asteroides, las muestras lunares, las simulaciones de formación de cuencas y el modelado de la evolución lunar sugieren que falta alguna evidencia de los primeros impactos de la luna.

Una nueva investigación dice que ha habido efectos de formación de cuencas más grandes de lo que pensamos. Los científicos creen que algunos de estos impactos dejaron rastros del cráter casi invisibles.

La investigación profundiza en la antigua fase de magma de la luna. Al principio de su historia, la Luna era un vasto océano global de magma. Los grandes impactos que se produjeron durante el enfriamiento del magma durante millones de años pueden haber dejado su huella. Pero no se parecería a las huellas dactilares de las colisiones cuando la luna era sólida.

El nuevo documento se titulaCráter de gran impacto durante la solidificación de los océanos en la superficie magmática de la luna. Se publica en Nature Communications. La autora principal es la Profesora Asociada Katarina Milikowicz, de la Escuela Curtin de Ciencias de la Tierra y Planetarias y del Centro de Ciencia y Tecnología Espaciales.

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Hace más de cuatro mil millones de años, el océano de magma lunar se congeló. Los impactos que se produjeron durante ese tiempo, cuando la luna estaba fría, dejaron huellas del cráter casi invisibles.

En un comunicado de prensa, el autor principal Meljekovic dijo: “Estos grandes cráteres de impacto, a menudo denominados cuencas de impacto, que se formaron durante la solidificación del océano magmático lunar hace más de cuatro mil millones de años, deberían haber producido cráteres de apariencia diferente, en comparación con los que se formaron más tarde. en la historia geológica “.

La joven luna fundida tardó millones de años en enfriarse. Durante ese tiempo la superficie era lisa y está claro que los efectos dejarán huellas muy diferentes a las que vemos ahora en la superficie de la Luna.

“Una luna muy joven con un océano global de magma se ha enfriado durante millones de años, para formar la luna que vemos hoy”, dijo Milikowicz. “Entonces, cuando los asteroides y otros objetos golpean una superficie más lisa, no dejarán rastros peligrosos, lo que significa que habrá muy poca evidencia geológica o geofísica del impacto”.

El cráter Tycho es uno de los cráteres más brillantes de la luna. Es relativamente joven, su edad ronda los 108 millones de años. Se puede ver un sistema radial de líneas radiales de material centrado en Tycho. Los efectos que ocurrieron cuando la Luna era un océano de magma enfriado se verían muy diferentes. Crédito de la imagen: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?

“El marco de tiempo para la solidificación del océano de magma lunar varía mucho entre los diferentes estudios, pero se habría extendido lo suficiente como para experimentar parte de la historia de bombardeos de alto impacto típicos de los primeros períodos del desarrollo del sistema solar”, dijo Milikowicz.

Los investigadores no están seguros de cuándo se enfriará y congelará el océano de magma lunar. Los diferentes estudios arrojaron resultados diferentes. Algunos estudios sugieren que se enfrió dentro de unos 10 millones de años después de su formación, y algunos estudios dicen un período mucho más largo de hasta 200 millones de años. Otra investigación mostró que algunas áreas se estaban enfriando mucho más lentamente, tardando hasta 500 millones de años en solidificarse. “Las edades radiactivas de la corteza lunar se extienden desde ~ 4,47 Ga hasta ~ 4,31 Ga, que se encuentra ampliamente dentro de este rango …” escribieron los autores en su artículo.

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Los investigadores creen que la luna parcialmente solidificada habría tenido una capa de baja viscosidad entre la corteza y el manto, como la capa de fusión. Cuando un asteroide golpea una cuenca lunar lo suficientemente grande como para producir un efecto de cuenca lunar, la cuenca “… estará sujeta a una relajación cortical inmediata e intensa que forma huellas topográficas y engrosadas casi indeterminadas”. La evidencia de estos efectos puede no ser detectable, lo que encaja con otra evidencia que muestra que la Luna experimentó más impactos al principio de la evolución de la Tierra y la Luna.

Esta forma de estudio muestra características intermedias de la topografía de la superficie y la interfaz cortical de dos grupos de cuencas de impacto.  El panel superior muestra características de tres antiguas cuencas arqueológicas que se formaron cuando la luna todavía se estaba derritiendo parcialmente.  La vaguada inferior muestra un efecto más joven ya que la luna era sólida.  Tenga en cuenta los contornos obvios del borde del agujero en el panel inferior y que faltan en el panel superior.  Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
Esta forma de estudio muestra características intermedias de la topografía de la superficie y la interfaz cortical de dos grupos de cuencas de impacto. El panel superior muestra características de tres antiguas cuencas arqueológicas que se formaron cuando la luna todavía se estaba derritiendo parcialmente. La vaguada inferior muestra un efecto más joven ya que la luna era sólida. Tenga en cuenta los contornos obvios del borde del agujero en el panel inferior y que faltan en el panel superior. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.

Las rocas lunares recolectadas durante el programa Apolo sugieren que durante los primeros 200 millones de años en la superficie lunar deben haber ocurrido varios impactos de gran impacto que formaron cuencas. La evidencia indica que el registro de excavación de ese período está incompleto. Investigación reciente Muestra que podría haber habido hasta 200 impactos formadores de cuencas antes de 4.35 Ga que no se contabilizaron en el registro del cráter.

Esta figura del estudio muestra los resultados de las simulaciones del equipo.  La placa superior de un colisionador de 60 km que golpea la luna a 17 km / s, y la placa inferior de un colisionador de 120 km que golpea la luna a la misma velocidad.  Los paneles de la izquierda muestran perfiles creados cuando la Luna no tiene una capa de fusión, y los paneles de la derecha muestran perfiles creados cuando hay una capa de fusión entre la corteza y el manto.  Resultados durante 3 horas después de los efectos.  Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
Esta figura del estudio muestra los resultados de las simulaciones del equipo. La placa superior de un colisionador de 60 km que golpea la luna a 17 km / s, y la placa inferior de un colisionador de 120 km que golpea la luna a la misma velocidad. La parte superior es similar al tamaño del impacto que formó las cuencas Oriental o Nectaris, mientras que la parte inferior es similar al tamaño del impacto que formó la cuenca Antártica-Aitken. Los paneles de la izquierda muestran perfiles creados cuando la Luna no tiene una capa de fusión, y los paneles de la derecha muestran perfiles creados cuando hay una capa de fusión entre la corteza y el manto. Resultados durante 3 horas después de los efectos. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.

El estudio muestra que muchas cuencas de impacto antiguas serían casi imposibles de identificar en la Luna. Pero encontrarlos es importante para comprender la historia de la Luna y, por extensión, la historia de la formación de la Tierra y también de otros planetas. También muestra que muchas cuencas de impacto, incluida la cuenca del Polo Sur-Aitken, se formaron cuando la Luna no era completamente sólida y todavía había una capa fundida entre la corteza y el manto.

“Esas cuencas pueden haberse formado con diferentes firmas topográficas y de la corteza en comparación con las cuencas más jóvenes, siempre que la capa de fusión tenga más de 10 kilómetros de espesor”, escribieron los investigadores en su artículo.

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En comparación con las cuencas de impacto más pequeñas que se formaron cuando la Luna era sólida, estas cuencas antiguas tendrían rastros menos obvios del grosor de la corteza y “… la firma topográfica no mostraría anillos concéntricos prominentes. De hecho, cuanto más gruesa es la capa de fusión y el más delgada es la corteza, más probabilidad de no identificar la cuenca en el registro de perforación … ”como escribieron.

Terminaron su artículo diciendo que el número de cuencas de impacto antiguas es difícil de limitar. También señalaron que su trabajo es “… consistente con las predicciones recientes de flujos de impacto más altos antes de la casta de lo que se infiere del registro de cráteres lunares observables”.

Esta figura del estudio muestra perfiles radiales de los efectos al final de la simulación.  La parte superior del colisionador tiene un diámetro de 60 km y la parte inferior del colisionador tiene un diámetro de 120 km.  Las diferencias entre las simulaciones con la capa fundida y sin la capa fundida son obvias.  Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.
Esta figura del estudio muestra perfiles radiales de los efectos al final de la simulación. La parte superior del colisionador tiene 60 km de diámetro y la parte inferior del colisionador tiene 120 km de diámetro. Las diferencias entre las simulaciones con la capa fundida y sin la capa fundida son obvias. Crédito de la imagen: Milkjovic et al 2021.

Comprender las primeras influencias en la Luna es parte de la comprensión de las primeras edades del Sistema Solar y cómo se formaron los planetas y la Luna. Existen diferencias entre la teoría y la evidencia en lo que respecta a la perforación y la formación de la luna. “En este artículo, nos propusimos explicar la discrepancia entre la teoría y las observaciones del registro de la caja lunar”, dijo el profesor asociado Milikowicz.

“Traducir este descubrimiento ayudará a los futuros investigadores a comprender qué impacto habría tenido la Tierra primitiva y cómo habría afectado la evolución de nuestro planeta”, dijo Milikowicz.

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