Los nuevos resultados de la misión Gravity Recovery and Interior Laboratory GRAIL de la NASA están proporcionando información sobre los enormes impactos que dominaron la historia temprana de la luna de la Tierra y otros mundos sólidos, como la Tierra, Marte y los satélites del sistema solar exterior.
En dos artículos, publicados esta semana en la revista ciencia , los investigadores examinan los orígenes de la cuenca de impacto Orientale gigante de la luna. La investigación ayuda a aclarar cómo la formación de Orientale, hace aproximadamente 3.800 millones de años, afectó la geología de la luna.
Ubicado a lo largo de la extremidad suroeste de la luna, el borde izquierdo como se ve desde la Tierra, Orientale es el ejemplo más grande y mejor conservado de lo que se conoce como una "cuenca de anillos múltiples". Cráteres de impacto de más de 180 millas 300 kilómetros de diámetro se denominan cuencas. Con el aumento de tamaño, los cráteres tienden a tener estructuras cada vez más complejas, a menudo con múltiples anillos concéntricos, elevados. Orientale tiene aproximadamente 580 millas 930 kilómetros de ancho y tiene tres anillos distintos, que forman unpatrón de tiro al blanco.
Se observan cuencas de múltiples anillos en muchos de los mundos rocosos y helados de nuestro sistema solar, pero hasta ahora los científicos no habían podido ponerse de acuerdo sobre cómo se forman sus anillos. Lo que necesitaban era más información sobre la estructura del cráter debajo de la superficie, que es precisamente el tipo de información contenida en los datos de ciencias de la gravedad recopilados durante la misión GRAIL.
Los poderosos impactos que crearon cuencas como Orientale jugaron un papel importante en la historia geológica temprana de nuestra luna. Fueron eventos extremadamente perturbadores que alteraron el mundo que causaron fracturas, derretimientos y sacudidas sustanciales de la corteza de la luna joven. También explotaronmaterial que cayó de nuevo a la superficie, cubriendo características más antiguas que ya estaban allí; los científicos usan esta capa de material expulsado para ayudar a determinar la edad de las características lunares mientras trabajan para desentrañar la compleja historia de la luna.
La importancia de la orientación
Debido a que los científicos se dieron cuenta de que Orientale podría ser bastante útil para comprender los impactos gigantes, le dieron especial importancia a observar su estructura cerca del final de la misión GRAIL. La órbita de las dos sondas de la misión se redujo por lo que pasaron menos de 1.2 millas 2kilómetros sobre los anillos montañosos del cráter.
"Ninguna otra misión de exploración planetaria ha hecho observaciones de la ciencia de la gravedad tan cerca de la luna. Podrías haber saludado a la nave espacial gemela mientras volaban por encima si estuvieras en el borde del anillo", dijo Sami Asmar, científico del proyecto GRAIL en el Jet de la NASA.Laboratorio de Propulsión, Pasadena, California.
De particular interés para los investigadores ha sido el tamaño del cráter inicial que se formó durante el impacto Orientale. Con impactos más pequeños, el cráter inicial se queda atrás, y muchas características del evento pueden inferirse del tamaño del cráter. Varios estudios anterioreshe sugerido que cada uno de los tres anillos de Orientale podría ser el remanente del cráter inicial.
En el primero de los dos nuevos estudios, los científicos descubrieron el tamaño del cráter transitorio a partir de los datos del campo de gravedad de GRAIL. Su análisis muestra que el cráter inicial estaba en algún lugar entre el tamaño de los dos anillos más internos de la cuenca.
"Hemos podido demostrar que ninguno de los anillos en la cuenca Orientale representa el cráter inicial y transitorio", dijo Maria Zuber, investigadora principal de GRAIL del Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, autora principal del primer artículo "., parece que, en grandes impactos como el que formó Orientale, la superficie rebota violentamente, borrando los signos del impacto inicial ".
El análisis también muestra que el impacto excavó al menos 816,000 millas cúbicas 3.4 millones de kilómetros cúbicos de material, 153 veces el volumen combinado de los Grandes Lagos.
"Orientale ha sido un enigma desde las primeras observaciones de gravedad de la luna, hace décadas", dijo Greg Neumann, coautor del artículo en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "Ahora podemos resolverlos componentes individuales de la corteza de la firma de gravedad de la diana y los correlacionan con simulaciones por computadora de la formación de Orientale ".
Reproducción de los anillos
El segundo estudio describe cómo los científicos simularon con éxito la formación de Orientale para reproducir la estructura del cráter según lo observado por GRAIL. Estas simulaciones muestran, por primera vez, cómo se formaron los anillos de Orientale, que probablemente sea similar para cuencas de múltiples anillos engeneral.
"Debido a que nuestros modelos muestran cómo se forma la estructura del subsuelo, coincidiendo con lo que GRAIL ha observado, estamos seguros de haber adquirido conocimiento de la formación de la cuenca hace aproximadamente 4 mil millones de años", dijo Brandon Johnson, de la Universidad de Brown,Providence, Rhode Island, autor principal del segundo artículo.
Los resultados también arrojan luz sobre otro misterio lunar: los impactos gigantes como Orientale deberían haber extraído material profundo del manto de la luna, pero en cambio, la composición de la superficie del cráter es la misma que la de la corteza lunar. Por lo tanto, los científicos hanse preguntó, ¿a dónde se fue el material del manto?
La simulación muestra que el cráter inicial profundo se colapsa rápidamente, haciendo que el material alrededor del exterior fluya hacia adentro y cubriendo la roca del manto expuesta.
Las nuevas ideas de GRAIL sobre Orientale sugieren que otras cuencas anilladas, invisibles en las imágenes, podrían ser descubiertas por su firma de gravedad. Esto puede incluir cuencas anilladas escondidas debajo del maria lunar, las grandes áreas oscuras de lava solidificada que incluyen el Mar deTranquilidad y el Mar de la Serenidad.
"El conjunto de datos que obtuvimos con GRAIL es increíblemente rico", dijo Zuber. "Hay muchas maravillas ocultas en la luna que descubriremos en los próximos años".
Las sondas gemelas GRAIL se lanzaron en 2011. La misión concluyó en 2012.
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Materiales proporcionado por NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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