Una nueva investigación ha descifrado un proceso importante en la formación de una roca única en la Luna. El descubrimiento explica su composición característica y su presencia en la superficie lunar, desentrañando un misterio que ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. El estudio, publicado el 15 de enero en la revista Nature Geoscience, revela un paso clave en la formación de estos magmas únicos.

La imagen muestra al astronauta y geólogo Harrison H. Schmitt de pie junto a una enorme roca lunar durante la misión Apolo 17 de la NASA en 1972. Los científicos de este estudio utilizaron muestras de rocas de esta misión Apolo. Fuente: NASA/GeneCernan

Experimentos de laboratorio a alta temperatura utilizando lava combinados con sofisticados análisis de isótopos de muestras lunares identificaron reacciones clave que controlan su composición.

La imagen muestra una muestra de roca lunar (conocida como basalto con alto contenido de titanio) de la misión Apolo 17, similar a la muestra analizada en este estudio. Fuente: NASA

reacción central

Esta reacción, que ocurrió en lo profundo de la luna hace unos 3.500 millones de años, implica el intercambio del elemento hierro (Fe) en el magma con el elemento magnesio (Mg) en la roca circundante, cambiando las propiedades químicas y físicas de la masa fundida.

El coautor principal Tim Elliott, profesor de Ciencias de la Tierra en la Universidad de Bristol, dijo: "El origen de las rocas lunares volcánicas es una historia fascinante, que involucra una 'avalancha' de pilas de cristales inestables a escala planetaria creadas cuando el océano de magma primordial se enfrió.

"En el corazón de esta historia épica está la existencia de un tipo de magma exclusivo de la Luna, pero explicar cómo este magma llegó a la superficie lunar y fue muestreado por misiones espaciales ha sido un problema complicado. Es fantástico poder resolver este rompecabezas".

Imagen que muestra la abundancia de titanio en la superficie lunar obtenida por la nave espacial Clementine de la NASA. Las partes rojas representan concentraciones extremadamente altas en comparación con las rocas terrestres. Fuente de la imagen: Instituto Lunar y Planetario.

Obtenga más información sobre el basalto con alto contenido de titanio

En las décadas de 1960 y 1970, las misiones Apolo de la NASA recuperaron con éxito muestras de lava antigua solidificada de la corteza lunar, y desde entonces se sabe que partes de la superficie lunar tienen concentraciones sorprendentemente altas del elemento titanio (Ti). Los mapas satelitales en órbita recientes muestran que estos magmas, conocidos como "basaltos con alto contenido de titanio", están muy extendidos en la Luna.

"Hasta ahora, los modelos no han podido reproducir composiciones de magma consistentes con las características químicas y físicas fundamentales de los basaltos con alto contenido de titanio.El coautor principal, el Dr. Martijn Klaver, investigador del Instituto de Mineralogía de la Universidad de Münster, añade: "Ha resultado especialmente difícil explicar su baja densidad, que les permitió entrar en erupción hace unos 3.500 millones de años"."

Imágenes de microscopía electrónica de este experimento de investigación. La masa fundida (marrón) reacciona con los cristales circundantes (verde), lo que da como resultado una masa fundida con un menor contenido de hierro. Fuente: Universidad de Bristol/Universidad de Münster

Un equipo internacional de científicos dirigido por la Universidad de Bristol en el Reino Unido y la Universidad de Münster en Alemania simuló con éxito el proceso de formación de basalto con alto contenido de titanio en el laboratorio mediante experimentos a alta temperatura. Las mediciones de basalto con alto contenido de titanio también revelaron una composición isotópica única que proporciona una huella digital de la reacción reproducida por el experimento.

Ambos resultados demuestran claramente que las reacciones de fusión-solidificación son fundamentales para comprender la formación de estos magmas únicos.