OPINIÓN · 20 DICIEMBRE, 2021 05:05

Revelando los secretos de Troctolita 76535

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Paulino Betancourt Figueroa | @p_betanco

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Es difícil imaginar que los científicos no hayan escudriñado cada rincón, hendidura o intersticio medible de las rocas lunares traídas por las misiones Apolo. A pesar de todo el tiempo empleado por los expertos para examinar las muestras, las rocas lunares que se encuentran en la Tierra aún no han revelado todos sus secretos.

En un nuevo artículo publicado el martes en Nature Communications, los investigadores detallaron cómo emplearon una microsonda de electrones para indagar más profundamente una muestra de roca lunar (de la era Apolo) previamente estudiada, conocida como Troctolita 76535. Los investigadores hicieron uso de la microsonda electrónica, un instrumento que es parecido a los microscopios electrónicos de barrido utilizados con frecuencia en biología y ciencias de los materiales, junto con espectrómetros que permiten mediciones muy específicas de elementos individuales. El estudio sugiere que el enfriamiento de la Luna desde un estado de roca fundida fue más complicado de lo que pensaban los científicos y que aún falta mucho por aprender sobre las muestras lunares, que cuentan con medio siglo de antigüedad bajo la custodia de la NASA.

Los astronautas del Apolo 17 recolectaron la muestra de roca Troctolita 76535 de la superficie de la Luna en 1972. Después de todo este tiempo, sigue siendo una de las muestras más valiosas debido a su naturaleza prístina,  además de que es un tipo de roca muy común en la Luna. Por tanto, es muy probable que contenga pistas importantes para comprender la formación lunar.

¿Qué hay de nuevo en este estudio? De las muestras lunares traídas por las misiones Apolo, un grupito de ellas conocido como la “suite de magnesio”, ha sido particularmente útil para los científicos lunares. Los artículos académicos anteriores habían sugerido que los minerales en la muestra eran químicamente homogéneos. Esto condujo a postular uno de los modelos más ampliamente aceptado de la evolución lunar, que es el modelo del Gran Océano de Magma. Este modelo sugiere que la Luna estuvo alguna vez fundida y los diversos tipos de rocas y minerales que se encuentran actualmente, cristalizaron lentamente al enfriarse este océano de magma. Los autores encontraron variaciones químicas dentro de los cristales de olivino y plagioclasa, minerales constituyentes de las rocas ígneas (como el granito). Estas variaciones permitieron imaginar una historia distinta sobre la formación de estos minerales, empleando modelos numéricos para comprender el proceso de enfriamiento. La distribución heterogénea que apareció en los nuevos datos fue inesperada.

Los investigadores utilizaron las instalaciones de computación de alto rendimiento para considerar una variedad de rutas de enfriamiento, concluyendo que la muestra no podría haber permanecido caliente durante más de 20 millones de años. Para llegar a esta afirmación, tuvieron que calcular más de 5 millones de modelos. La computadora no se apagó durante unos tres años, estuvo ocupada modelando las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Se suponía que las rocas del conjunto de magnesio cristalizaron hace unos 100 millones de años, pero al examinar cuidadosamente la composición de Troctolita 76535, los investigadores encontraron que la distribución de sustancias químicas como el fósforo era demasiado heterogénea como para pasar por un período de enfriamiento tan prolongado. Utilizando los modelos informáticos, demostraron que el fósforo, se habría distribuido de manera más uniforme en las muestras si se hubieran mantenido por encima de 150 grados centígrados durante más de 20 millones de años.

En lugar de que las rocas del conjunto de magnesio se cristalizaran a partir de una corteza en gran parte fundida, ahora los autores concluyen que la suite de magnesio se originó como una infiltración de magma de la corteza lunar que estaba en gran parte solidificada. Antes se creía que el líquido del conjunto de magnesio habría comenzado a cristalizarse hace un poco más de 4.400 millones de años. Pero ahora se sabe que estas rocas cristalizaron más tarde de lo que se pensaba. Los instrumentos de gran sensibilidad utilizados en el estudio, no estaban disponibles para las generaciones anteriores de científicos lunares, razón por la cual las mediciones previas habían encontrado distribuciones uniformes de fósforo en Troctolita 76535.

Si bien la nueva comprensión del conjunto de magnesio es emocionante para los científicos lunares, no altera radicalmente nuestra comprensión de cómo evolucionó la Luna. Al menos no todavía. Pero la forma en que hicieron el descubrimiento podría hacerlo. Los patrones de difusión conservados en los granos minerales y observados con la microsonda, fueron consistentes con un historial de enfriamiento rápido de no más de 20 millones de años. El hallazgo desafía las estimaciones anteriores de una duración de enfriamiento de 100 millones de años y respalda el rápido enfriamiento inicial del magma dentro de la corteza lunar. Entonces, la conclusión más importante es que puede haber mucho, mucho más que aprender de las muestras lunares antiguas, sobre cómo se podrían haber formado la Luna y, por lo tanto, otros objetos en nuestro Sistema Solar.

Quizás incluso más emocionante que volver a analizar rocas lunares previamente estudiadas, es la perspectiva de inspeccionar nuevas muestras. El programa Artemisa de la NASA, tiene como objetivo enviar astronautas a la Luna antes de que termine la década y traer otras muestras. Mientras tanto, las muestras de Apolo que aún se encuentran selladas desde su regreso a la Tierra en la década de 1970, pronto serán abiertas por la NASA como parte de la iniciativa Apollo Next Generation Sample Analysis de la agencia espacial. Esto podría abrir nuevos misterios lunares antes de que las botas de los astronautas puedan dar nuevamente un “gran salto” en la Luna.

***

Las opiniones expresadas en esta sección son de entera responsabilidad de sus autores.

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En un nuevo artículo publicado el martes en Nature Communications, los investigadores detallaron cómo emplearon una microsonda de electrones para indagar más profundamente una muestra de roca lunar (de la era Apolo) previamente estudiada, conocida como Troctolita 76535. Los investigadores hicieron uso de la microsonda electrónica, un instrumento que es parecido a los microscopios electrónicos de barrido utilizados con frecuencia en biología y ciencias de los materiales, junto con espectrómetros que permiten mediciones muy específicas de elementos individuales. El estudio sugiere que el enfriamiento de la Luna desde un estado de roca fundida fue más complicado de lo que pensaban los científicos y que aún falta mucho por aprender sobre las muestras lunares, que cuentan con medio siglo de antigüedad bajo la custodia de la NASA.

Los astronautas del Apolo 17 recolectaron la muestra de roca Troctolita 76535 de la superficie de la Luna en 1972. Después de todo este tiempo, sigue siendo una de las muestras más valiosas debido a su naturaleza prístina,  además de que es un tipo de roca muy común en la Luna. Por tanto, es muy probable que contenga pistas importantes para comprender la formación lunar.

¿Qué hay de nuevo en este estudio? De las muestras lunares traídas por las misiones Apolo, un grupito de ellas conocido como la “suite de magnesio”, ha sido particularmente útil para los científicos lunares. Los artículos académicos anteriores habían sugerido que los minerales en la muestra eran químicamente homogéneos. Esto condujo a postular uno de los modelos más ampliamente aceptado de la evolución lunar, que es el modelo del Gran Océano de Magma. Este modelo sugiere que la Luna estuvo alguna vez fundida y los diversos tipos de rocas y minerales que se encuentran actualmente, cristalizaron lentamente al enfriarse este océano de magma. Los autores encontraron variaciones químicas dentro de los cristales de olivino y plagioclasa, minerales constituyentes de las rocas ígneas (como el granito). Estas variaciones permitieron imaginar una historia distinta sobre la formación de estos minerales, empleando modelos numéricos para comprender el proceso de enfriamiento. La distribución heterogénea que apareció en los nuevos datos fue inesperada.

Los investigadores utilizaron las instalaciones de computación de alto rendimiento para considerar una variedad de rutas de enfriamiento, concluyendo que la muestra no podría haber permanecido caliente durante más de 20 millones de años. Para llegar a esta afirmación, tuvieron que calcular más de 5 millones de modelos. La computadora no se apagó durante unos tres años, estuvo ocupada modelando las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Se suponía que las rocas del conjunto de magnesio cristalizaron hace unos 100 millones de años, pero al examinar cuidadosamente la composición de Troctolita 76535, los investigadores encontraron que la distribución de sustancias químicas como el fósforo era demasiado heterogénea como para pasar por un período de enfriamiento tan prolongado. Utilizando los modelos informáticos, demostraron que el fósforo, se habría distribuido de manera más uniforme en las muestras si se hubieran mantenido por encima de 150 grados centígrados durante más de 20 millones de años.

En lugar de que las rocas del conjunto de magnesio se cristalizaran a partir de una corteza en gran parte fundida, ahora los autores concluyen que la suite de magnesio se originó como una infiltración de magma de la corteza lunar que estaba en gran parte solidificada. Antes se creía que el líquido del conjunto de magnesio habría comenzado a cristalizarse hace un poco más de 4.400 millones de años. Pero ahora se sabe que estas rocas cristalizaron más tarde de lo que se pensaba. Los instrumentos de gran sensibilidad utilizados en el estudio, no estaban disponibles para las generaciones anteriores de científicos lunares, razón por la cual las mediciones previas habían encontrado distribuciones uniformes de fósforo en Troctolita 76535.

Si bien la nueva comprensión del conjunto de magnesio es emocionante para los científicos lunares, no altera radicalmente nuestra comprensión de cómo evolucionó la Luna. Al menos no todavía. Pero la forma en que hicieron el descubrimiento podría hacerlo. Los patrones de difusión conservados en los granos minerales y observados con la microsonda, fueron consistentes con un historial de enfriamiento rápido de no más de 20 millones de años. El hallazgo desafía las estimaciones anteriores de una duración de enfriamiento de 100 millones de años y respalda el rápido enfriamiento inicial del magma dentro de la corteza lunar. Entonces, la conclusión más importante es que puede haber mucho, mucho más que aprender de las muestras lunares antiguas, sobre cómo se podrían haber formado la Luna y, por lo tanto, otros objetos en nuestro Sistema Solar.

Quizás incluso más emocionante que volver a analizar rocas lunares previamente estudiadas, es la perspectiva de inspeccionar nuevas muestras. El programa Artemisa de la NASA, tiene como objetivo enviar astronautas a la Luna antes de que termine la década y traer otras muestras. Mientras tanto, las muestras de Apolo que aún se encuentran selladas desde su regreso a la Tierra en la década de 1970, pronto serán abiertas por la NASA como parte de la iniciativa Apollo Next Generation Sample Analysis de la agencia espacial. Esto podría abrir nuevos misterios lunares antes de que las botas de los astronautas puedan dar nuevamente un “gran salto” en la Luna.

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