Desvelando el Origen de la Luna: La Teoría del Gran Impacto y el Enigma Isotópico

Mientras la Tierra viaja a través del espacio en su danza celestial alrededor del Sol, está acompañada por su socio perpetuo: la Luna. Desde que existen los océanos, la Luna ha estado tirando de sus aguas, dándonos el flujo y reflujo de las mareas. Y cuando la vida emergió por primera vez del mar y miró al cielo, la Luna ya estaba allí para recibirla. La Tierra ha compartido gran parte de su historia con la Luna que es fácil olvidar que no siempre tuvo una.

Según nuestra comprensión actual, el sistema solar se formó a partir de una nebulosa primordial, una nube de polvo que se unió bajo la fuerza de su gravedad, creando un disco aplanado que se abultaba en el centro. Después de que ese abultamiento se volvió lo suficientemente denso como para fusionar el hidrógeno, se encendió en nuestro Sol. Al mismo tiempo, las colisiones en el disco estaban formando planetas, lunas y meteoros. Suponiendo que todo se unió al mismo tiempo, podemos hacer una estimación aproximada de la edad del Sol y los planetas.

Al someter los meteoros a datación radiométrica, sabemos que el Sol y la Tierra tienen alrededor de 4.6 mil millones de años. Cuando se aplican técnicas de datación radiométrica similares a las rocas traídas de los aterrizajes lunares, las rocas más antiguas tienen 4.46 mil millones de años, lo que significa que la Luna tiene al menos esa edad, y probablemente un poco más. Entonces, si la Luna no se formó con la Tierra, ¿de dónde vino?

¿De dónde vino la Luna?

Existen muchas teorías que intentan explicar el origen de la Luna. Ninguna es perfecta, pero en general, cualquier teoría sobre la formación lunar debe considerar cinco aspectos clave: el momento angular de la Tierra y la Luna, la masa y densidad de la Luna, la baja masa relativa del núcleo lunar, la ausencia de elementos volátiles (elementos que se vaporizan fácilmente), y la sorprendente similitud entre los elementos de la Tierra y la Luna.

Ninguna teoría única puede cumplir con todos estos requisitos a la perfección, pero la mayoría de los científicos (incluida la NASA) creen que la Luna se formó cuando la joven Tierra fue golpeada por otro planeta (bautizado como Theia, en honor a la madre de la diosa lunar griega Selene) del tamaño de Marte. Hay varias razones por las que los científicos consideran que este es el evento de formación más probable.

El impacto de un objeto del tamaño de un planeta con la Tierra ayudaría a explicar su momento angular. Debido a que este hipotético evento desprendería las capas externas de la Tierra, dejaría a la protoluna con un núcleo de hierro muy pequeño. La energía liberada por dicho impacto también explicaría la ausencia de elementos volátiles. Pero hay un factor importante que este escenario no explica, y ha creado una especie de crisis en el campo de la selenología.

¿Podemos resolver la crisis isotópica?

Para entender la “crisis isotópica”, ayuda tener una comprensión de qué son los isótopos. No todos los átomos de oxígeno, por ejemplo, son iguales. El oxígeno “normal” se compone de ocho electrones, ocho protones y ocho neutrones. Esto se denomina ¹⁶O según la suma de protones y neutrones, pero es posible que el oxígeno tenga más o menos neutrones. Estas diferentes configuraciones atómicas del mismo elemento se llaman isótopos.

La mayoría de los isótopos de oxígeno son inestables y se desintegran rápidamente en otros elementos, pero hay tres que son estables y no se desintegran: ¹⁶O, ¹⁷O y ¹⁸O. Los científicos pueden usar las proporciones de estos isótopos de oxígeno atrapados en las rocas como una especie de huella dactilar planetaria. Por ejemplo, las proporciones de isótopos entre la Tierra, Marte y varios meteoritos son claramente diferentes, mientras que las proporciones de las rocas en la Luna son idénticas a las de la Tierra.

La similitud isotópica entre la Tierra y la Luna implica un origen común, pero según la mayoría de las simulaciones de impacto, la mayor parte del material de la Luna habría provenido de Theia, no de la Tierra. En otras palabras, los dos objetos deberían tener proporciones isotópicas diferentes. Se han presentado soluciones a esta crisis, pero ninguna puede explicar completamente la Luna y la Tierra tal como son hoy en día.

Teorías alternativas sobre el origen lunar

Aunque la teoría del impactor descrita anteriormente es la más popular sobre el origen de la Luna, existen otras. En el siglo XIX, George Darwin (hijo de Charles) postuló que la Tierra primitiva giraba tan rápido que la Luna fue esencialmente expulsada de ella, pero la ciencia moderna no apoya esta idea. Otra idea era que la Luna se formó al mismo tiempo que la Tierra, pero debido al pequeño tamaño del núcleo lunar, esto tampoco es probable.

Suponiendo que la Luna se formó por un evento de impacto, existen algunas teorías alternativas que podrían explicar su origen. La solución más sencilla es que el objeto impactante tuviera una composición isotópica idéntica a la Tierra. Según lo que se sabe ahora, este escenario no es probable. También se ha sugerido que los escombros del impacto, el oxígeno vaporizado en particular, podrían haberse mezclado después del impacto, pero eso no explicaría la similitud isotópica de elementos más pesados como el titanio en ambos cuerpos.

Dado el cuerpo de conocimiento actual, es imposible decir con certeza cómo se formó la Luna; simplemente tenemos que esperar más datos. Afortunadamente, podríamos estar cerca de una respuesta. La NASA planea enviar humanos de vuelta a la Luna tan pronto como en 2027, y es posible que el conocimiento desbloqueado de esa misión sea la clave para resolver finalmente el misterio del origen de la Luna.