Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

La mayor parte del agua que aparece en la superficie lunar la crea el viento solar. Eso al menos es lo que se deduce de un análisis ultrapreciso de los ratios isotópicos por espectrometría de masas. Lo que no está claro es que el viento solar sea también el responsable del agua que se encuentra a más profundidad. Los resultados de Alice Stephant y François Robert, del Instituto de Mineralogía, Física de Materiales y Cosmoquímica (Francia) se publican en PNAS.

Durante las misiones Apolo, a finales de los sesenta y comienzos de los setenta del siglo pasado, se recogieron muestras de distintos puntos de la superficie de la Luna, tanto del regolito (el material pulverulento que lo cubre todo) como de pequeñas perforaciones. Un primer análisis en Tierra llevó a pensar que estaban absolutamente secas, pero en 2008 el empleo de una nueva técnica analítica llamada espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS, por sus siglas en inglés) permitió detectar pequeñas cantidades de minerales hidratados en las rocas.

Se han sugerido varias fuentes posibles para este agua, una de ellas la reducción del oxígeno de los silicatos por los protones (H⁺) del viento solar. Stephant y Robert lo que han hecho es medir qué proporción del agua lunar en superficie se produce de esta manera en vez de por otras alternativas (impactos de cometas, por ejemplo).

Para ello hay que tener en cuenta la composición isotópica. El agua del Sistema Solar contiene de forma natural pequeñas cantidades de un isótopo pesado del hidrógeno llamado deuterio, que en su núcleo atómico tiene un neutrón además del protón. El viento solar, sin embargo, es un haz de protones puros, es decir, que el agua que se pueda producir a partir de él sólo contendrá hidrógeno ligero y nada de deuterio. Pero no es tan fácil, los rayos cósmicos pueden modificar la proporción isotópica por un fenómeno llamado espalación, que produce deuterio.

¿Cómo conocer entonces el efecto de la espalación? Los investigadores estudiaron granos muy finos de una roca llamada plagioclasa que forma parte del regolito. Los vidrios volcánicos en la plagiocasa contienen litio, que es una mezcla de dos isótopos estables, litio-6 y litio-7. La espalación en este caso aumenta la cantidad de litio-6, por lo que midiendo el ratio isotópico del litio los investigadores pueden conocer el grado de espalación de cada grano y deducir a partir de ahí el efecto de la espalación sobre el ratio entre hidrógeno y deuterio.

Incluyendo esta corrección pudieron determinar el ratio hidrógeno: deuterio sin espalación de cada grano y compararlo con la proporción del agua en cada grano. Los granos contenían, en promedio, solo un 15% de agua procedentes de fuentes distintas del viento solar y la mayoría solo contenía agua de esta fuente.

La metodología de este estudio es espectacular por lo ingeniosa y precisa. Sin embargo, no nos dice nada sobre el origen del agua de las capas más profundas de la Luna. Habrá que ingeniárselas para encontrar un método igual de eficaz.

Referencia:

Alice Stephant & François Robert (2014) The negligible chondritic contribution in the lunar soils water PNAS DOI: 10.1073/pnas.1408118111

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Esta anotación es una participación de Experientia docet en el XL Carnaval de la Química cuyo blog anfitrión es Ciencia explicada