Damos por hecho que, aparte de la Tierra, la historia geológica de la Luna es la que mejor conocemos. Al fin y al cabo, puesto que es el objeto astronómico más cercano a la Tierra ha facilitado que también sea el más visitado ya no solo por misiones robóticas, sino también por el propio ser humano. Y al mismo tiempo es también uno de los pocos de los que hemos podido traer muestras de su superficie de vuelta a nuestro planeta, algo fundamental para poder estudiarlas en los mejores laboratorios y exprimir los párrafos de su historia escritos en sus rocas.

A pesar de esta mayor facilidad para estudiar la Luna en comparación con otros cuerpos astronómicos, existe una discrepancia en los distintos cálculos de su edad, que abarcan más de 150 millones de años entre unas dataciones y otras, y que es francamente difícil de explicar. Y no, no tiene nada que ver con que las dataciones de las rocas estén mejor o peor hechas, sino de que quizás la historia geológica de nuestro satélite haya sido más turbulenta de lo que pensábamos. Y un nuevo estudio publicado en Nature por Nimmo et al. (2024) parece dar una explicación a esta discrepancia. Pero antes, empecemos por el nacimiento de la Luna…

La teoría más aceptada sobre el origen de nuestro satélite es la “teoría del gran impacto”, en la cual, durante la infancia de nuestro sistema solar, un objeto del tamaño aproximado al de Marte -y que conocemos como Tea- chocó con nuestro planeta. Este impacto lanzó al espacio una gran cantidad de material a la órbita de la Tierra y, parte de esa materia, iría uniéndose hasta formar nuestra Luna.

Esta teoría explica algunas características de nuestra Luna, como una menor densidad de la Luna -en comparación con la Tierra- y la similitud entre las proporciones isotópicas entre las rocas lunares y terrestres, lo que indicaría un origen “común” para la mayor parte de los materiales. Pero, ¿Cuándo ocurrió realmente este impacto? ¿Fue muy pronto o quizás un poco más tarde?

Para conocer la edad de la Luna, los científicos se basan en la datación radiométrica de las muestras lunares y de los meteoritos procedentes de esta. Esta técnica se basa en medir la desintegración de los elementos radioactivos que forman parte de los minerales de las rocas y que, de algún modo, son un reloj natural. Si nada altera -a nivel químico- esos minerales, podemos confiar en que nos den una fecha fiable.

¿Y qué rocas podrían representar la edad de formación de la Luna? Suponemos que nuestro satélite, al igual que nuestro planeta, después de su formación estaba, si no por completo, mayormente en un estado fundido, en lo que conocemos como la etapa del océano de magma, que podría ser una fase común entre los planetas rocosos de nuestro sistema solar.

Conforme este océano fue enfriándose y formando la primera corteza lunar, aparecieron una serie de rocas de tonos muy claros y que en geología conocemos como anortositas. La edad de estas rocas, junto con la de otras similares, indicaban una formación tardía de la Luna, situando su nacimiento en hace aproximadamente 4350 millones de años, casi 200 millones de años después de la propia formación de nuestro sistema solar.

Bien, si la edad de esas rocas es la que es, asunto zanjado. Esa sería la edad de nuestro satélite. Al fin y al cabo, la datación radiométrica es una técnica que conocemos bastante bien y, al mismo tiempo, bastante precisa. Pero no vayamos tan rápido porque hay un pero.

Hay un mineral muy resistente -y a veces diminuto- que aparece dentro de algunas rocas lunares y que nos cuenta una historia un tanto diferente: los circones. Estos minerales, gracias a su resistencia a la meteorización y a la temperatura, pueden guardar el registro de su formación, incluso aunque sufran grandes eventos geológicos, hasta cierto límite. Y es precisamente en estos donde aparece la discordia: algunos de los circones tienen una fecha de unos 4510 millones de años… y para que estén ahí la Luna ya tenía que haberse formado o, al menos, parte de esta haberse enfriado lo suficiente para que los minerales se hubiesen podido formar a partir del magma.

¿Cómo es posible resolver esta discrepancia? Porque está claro que la Luna no puede haber cambiado su partida de nacimiento. Aquí es donde los autores del artículo explican cómo es posible que se hayan calculado dos edades diferentes, pero solo una apunte al verdadero nacimiento de nuestro satélite.

Viajemos de nuevo al pasado, hasta hace unos 4350 millones de años aproximadamente. En este momento, nuestra Luna estaba experimentando un fenómeno que conocemos “calentamiento de mareas”, un proceso fruto de la interacción gravitatoria entre dos o más cuerpos.

Para comprender mejor como es este fenómeno, pensemos en la órbita de la Luna: Aunque nos parezca un círculo perfecto, no es así, sino que es ligeramente elíptica, de tal manera que, al recorrer la órbita, la distancia entre la Tierra y la Luna va cambiando y, por lo tanto, la atracción gravitatoria que ejerce nuestro planeta sobre ella.

Básicamente, es como si estrujásemos y dejásemos de estrujar una pelota antiestrés. Solo que con este ciclo repetido en el que la Luna se ve obligada a cambiar de forma, se generan unas enormes fricciones en las rocas de su interior que acaban transformándose en calor, algo similar a lo que ocurre en Ío, el satélite de Júpiter.

En este momento, el gran calentamiento de mareas que estaba sufriendo la Luna, habría sido suficiente para crear un importante porcentaje de volumen de roca fundido en su interior, que continuamente ascendía hasta la corteza, calentando las rocas ya frías de la corteza y reiniciando el reloj -en este caso los relojes radioactivos que nos permiten datar las rocas- de muchas de las rocas de la Luna, haciendo pasar las rocas por más jóvenes.

Esto explicaría por qué encontramos tantas rocas con una edad de alrededor de 4350 millones de años, y que los científicos de este estudio interpretan no como la edad de formación de la Luna, sino el momento en el que la Luna sufrió este periodo de gran calentamiento por mareas que alteró los sistemas geoquímicos de algunos minerales, como el de los circones.

Esto tiene una consecuencia y es que, si están en lo cierto, la Luna se formó mucho antes y su edad podría coincidir con la de los circones que tienen una edad de alrededor de 4510 millones de años, colocando su “nacimiento” dentro del calendario de nuestro sistema solar en las primeras decenas de millones de años tras la formación de este. Los circones de esta edad serían los minerales relictos de esas primeras rocas que no habrían sufrido un reinicio de su edad como consecuencia del calentamiento.

Aun así, queda mucho trabajo por hacer. Trabajo que probablemente necesite de nuevas muestras lunares, nuevos modelos matemáticos y estudios geológicos que puedan llevar a los científicos a encontrar rocas que hayan sobrevivido a esa vigorosa etapa de la Luna y que nos permita, en definitiva, dar una edad certera para su origen.

Referencias:

Nimmo, Francis, et al. (2024) Tidally Driven Remelting around 4.35 Billion Years Ago Indicates the Moon Is Old Nature doi: 10.1038/s41586-024-08231-0

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.