Los científicos han demostrado cómo la congelación de un océano de magma "fangoso" puede ser responsable de la composición de la corteza lunar.
Los científicos, de la Universidad de Cambridge y la Ecole normale supérieure de Lyon, propusieron un nuevo modelo de cristalización, donde los cristales permanecieron suspendidos en el magma líquido durante cientos de millones de años mientras el "aguanieve" lunar se congelaba y solidificaba.los resultados se informan en la revista Cartas de revisión geofísica.
Hace más de cincuenta años, los astronautas del Apolo 11 recolectaron muestras de las tierras altas lunares. Estas regiones grandes y pálidas de la Luna, visibles a simple vista, están formadas por rocas relativamente livianas llamadas anortositas. Las anortositas se formaron temprano en la historiade la Luna, hace entre 4.300 y 4.500 millones de años.
Anortositas similares, formadas a través de la cristalización del magma, se pueden encontrar en cámaras de magma fosilizadas en la Tierra. Sin embargo, producir los grandes volúmenes de anortosita que se encuentran en la Luna habría requerido un enorme océano de magma global.
Los científicos creen que la Luna se formó cuando chocaron dos protoplanetas, o mundos embrionarios. El mayor de estos dos protoplanetas se convirtió en la Tierra y el más pequeño en la Luna. Uno de los resultados de esta colisión fue que la Luna estaba muy caliente:- tan caliente que todo su manto era magma fundido, o un océano de magma.
"Desde la era Apolo, se ha pensado que la corteza lunar estaba formada por cristales ligeros de anortita que flotaban en la superficie del océano de magma líquido, con cristales más pesados solidificándose en el fondo del océano", dijo la coautora Chloé Michaut de Ecolenormale supérieure de Lyon. "Este modelo de 'flotación' explica cómo se pueden haber formado las Tierras Altas lunares".
Sin embargo, desde las misiones Apolo se han analizado muchos meteoritos lunares y la superficie de la Luna se ha estudiado exhaustivamente. Las anortositas lunares parecen más heterogéneas en su composición que las muestras originales de Apolo, lo que contradice un escenario de flotación donde el océano líquido es elfuente común de todas las anortositas.
El rango de edades de la anortosita, más de 200 millones de años, es difícil de conciliar con un océano de magma esencialmente líquido cuyo tiempo característico de solidificación es cercano a los 100 millones de años.
"Dado el rango de edades y composiciones de las anortositas en la Luna, y lo que sabemos sobre cómo los cristales se asientan en el magma solidificado, la corteza lunar debe haberse formado a través de algún otro mecanismo", dijo el coautor, el profesor Jerome Neufeld de Cambridge'sDepartamento de Matemática Aplicada y Física Teórica.
Michaut y Neufeld desarrollaron un modelo matemático para identificar este mecanismo.
En la baja gravedad lunar, el asentamiento de los cristales es difícil, particularmente cuando el océano de magma en convección los agita fuertemente. Si los cristales permanecen suspendidos como una suspensión de cristales, cuando el contenido de cristales de la suspensión exceda un umbral crítico, la suspensiónse vuelve espeso y pegajoso, y la deformación es lenta.
Este aumento del contenido de cristales ocurre de manera más dramática cerca de la superficie, donde el océano de magma fangoso se enfría, lo que da como resultado un interior fangoso caliente y bien mezclado y una 'tapa' lunar rica en cristales y de movimiento lento.
"Creemos que es en esta 'tapa' estancada donde se formó la corteza lunar, a medida que el derretimiento ligero enriquecido con anortita se filtraba desde la suspensión cristalina en convección debajo", dijo Neufeld. "Sugerimos que el enfriamiento del océano de magma primitivo provocó talesconvección vigorosa que los cristales permanecieron suspendidos como una suspensión, al igual que los cristales en una máquina de granizado".
Rocas de la superficie lunar enriquecidas probablemente se formaron en cámaras de magma dentro de la tapa, lo que explica su diversidad. Los resultados sugieren que la escala de tiempo de la formación de la corteza lunar es de varios cientos de millones de años, lo que corresponde a las edades observadas de las anortositas lunares.
El magmatismo en serie se propuso inicialmente como un posible mecanismo para la formación de anortositas lunares, pero el modelo fangoso finalmente reconcilia esta idea con la de un océano de magma lunar global.
La investigación fue apoyada por el Consejo Europeo de Investigación.
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Materiales proporcionado por Universidad de Cambridge. El texto original de esta historia tiene licencia bajo un Licencia Creative Commons. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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