El examen de rocas antiguas con nueva tecnología revela el origen de la atmósfera de la Luna: los meteoritos que bombardean la superficie lunar durante miles de millones de años han levantado polvo que forma la tenue atmósfera del satélite, según un estudio. informe en Avances científicos.
¿Por qué los científicos estudian las rocas lunares?
Un equipo de científicos analizó rocas lunares recolectadas durante las misiones Apolo que duraron entre 1968 y 1972. Esas muestras habían sido examinadas anteriormente.
“Pero los instrumentos no eran muy precisos en aquel entonces”, dice la autora principal del estudio, Nicole Nie, profesora adjunta del MIT.
En 2013, la NASA lanzó el Explorador del entorno de polvo y atmósfera lunar Para recopilar información sobre la delgada atmósfera de la Luna, la misión proporcionó dos pistas. En primer lugar, las concentraciones de potasio y rubidio en la atmósfera de la Luna aumentaron durante las lluvias de meteoritos. En segundo lugar, los niveles de esos elementos cambiaron durante un eclipse lunar, que la protegió de la Tierra.
Estos hallazgos sugirieron que dos procesos se combinaron para formar (y renovar constantemente) la atmósfera de la Luna. Los investigadores sospecharon que dos procesos de erosión espacial desempeñan un papel en la formación de la atmósfera lunar: la vaporización por impacto y la pulverización iónica.
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Procesos de meteorización espacial
La vaporización por impacto ocurre cuando los meteoritos chocan contra la superficie y, en esencia, levantan polvo hacia la atmósfera. La pulverización iónica ocurre cuando el viento solar transporta partículas cargadas desde el sol hasta la superficie de la luna y transfiere energía al suelo, lo que hace que esos átomos se esparzan por el aire.
Esa información apuntó a los investigadores en la dirección correcta, pero no proporcionó datos concluyentes sobre qué cantidad y qué porcentaje del potasio y el rubidio encontrados en la atmósfera de la luna surgieron de la vaporización en lugar de los vientos solares.
Nie y su equipo obtuvieron diez muestras de las rocas de Apolo, cada una del tamaño de una gota de lluvia. Trituraron las muestras hasta convertirlas en polvo y disolvieron los polvos en ácidos para aislarlos en soluciones separadas que contenían potasio y rubidio. Luego analizaron las soluciones con un espectrómetro de masas para medir los distintos isótopos de potasio y rubidio en cada muestra.
Isótopos esenciales
Determinar la presencia de isótopos era esencial. Los isótopos de un elemento tienen el mismo número de protones, pero diferente cantidad de neutrones.
Debido a que tanto el potasio como el rubidio son volátiles (lo que significa que cambios repentinos como, por ejemplo, un impacto podrían transformarlos en isótopos diferentes), medir estas variaciones atómicas podría mostrar qué elementos de la superficie de la luna llegaron a la atmósfera, así como proporcionar una explicación bastante sólida de cómo.
Si la atmósfera de la Luna está formada por átomos que han sido vaporizados y suspendidos en el aire, los isótopos más ligeros deberían ser expulsados a la atmósfera más fácilmente, mientras que los isótopos más pesados probablemente se asentarían en el suelo.
Además, la vaporización por impacto y la pulverización iónica dan lugar a proporciones isotópicas muy diferentes. Por lo tanto, la proporción específica de isótopos ligeros y pesados que permanecen en el suelo, tanto para el potasio como para el rubidio, debería mostrar el proceso que contribuye a la formación de la atmósfera lunar.
La superficie de la luna
El análisis de los científicos mostró que aproximadamente el 70 por ciento o más de la atmósfera de la luna surgió de impactos de meteoritos, mientras que el resto fue arrastrado por los vientos solares.
Aunque los científicos no se sorprendieron con sus hallazgos, ya que el orbitador predijo la presencia de estos elementos, este estudio presenta argumentos bastante convincentes de que la mayoría de los elementos atmosféricos provienen de la superficie.
“La superficie está siendo bombardeada por todo tipo de cosas”, dice Nie. “Se esperaría que estas cosas liberaran átomos a la atmósfera”.
Está deseando ver muestras de misiones lunares como Artemis que traerá muestras de suelo del polo sur de la luna, así como de su lado oscuro, porque esas muestras podrían tener diferentes concentraciones de los elementos clave. También está emocionada por ver muestras de una o ambas lunas de Marte.
“Nuestro marco implica una técnica para analizar muestras de otros cuerpos planetarios”, dice Nies.
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Fuentes del artículo
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Antes de unirse a Discover Magazine, Paul Smaglik trabajó durante más de 20 años como periodista científico, especializándose en políticas de ciencias biológicas en Estados Unidos y en cuestiones relacionadas con la carrera científica a nivel mundial. Comenzó su carrera en periódicos, pero luego se pasó a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones como Science News, Science, Nature y Scientific American.