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28 de Febrero de 2020
Exploración espacial

Un vistazo al subsuelo de la cara oculta de la Luna

La misión china Chang'e 4 halla diversas capas de escombros bajo la superficie lunar, las cuales podrían arrojar luz sobre la historia de nuestro satélite.

Imagen panorámica de la superficie lunar tomada por la sonda china Chang'e 4. A la derecha puede verse el vehículo explorador Yutu 2, cuyo georradar ha revelado la existencia de diversas capas de escombros en el subsuelo. [CNSA]

La Luna no ha tenido una existencia fácil. Desde los albores del sistema solar (hace unos 4500 millones de años), las rocas espaciales han golpeado una y otra vez su superficie gris e inerte, dando lugar a un paisaje repleto de cráteres y escombros.

Sin embargo, los secretos más seductores para los exploradores humanos se esconden bajo la superficie: desde posibles depósitos de hielo con los que producir agua potable y combustible para cohetes hasta tubos de lava huecos potencialmente habitables. De modo más general, cartografiar el subsuelo lunar podría revelar épocas desconocidas de la historia del sistema solar, que habrían quedado registradas en cráteres de impacto y escombros enterrados, como demuestran los recientes resultados de la sonda china que examina la poco estudiada cara oculta de la Luna.

En un artículo publicado esta semana en la revista Science Advances, una colaboración de investigadores chinos y europeos describe los últimos hallazgos de la misión Chang'e 4, dirigida por la Administración Espacial Nacional de China. La sonda despegó en diciembre de 2018 y llegó a la Luna a principios de enero de 2019, convirtiéndose en la primera nave en aterrizar en la cara oculta de nuestro satélite natural.

Chang'e 4 se posó en una intrigante región cercana al polo sur lunar, conocida como la cuenca Aitken. Formada hace 3900 millones de años y con una extensión de unos 2500 kilómetros, es la mayor cuenca de impacto del sistema solar y quizá resulte clave para entender el modo en que los grandes impactos dieron forma a la Tierra y el resto de planetas interiores. El vehículo explorador de la misión Chang'e 4 (bautizado como Yutu 2) sigue siendo operativo y ha ido recorriendo lentamente esta región, viajando unos pocos cientos de metros desde su llegada.

En concreto, Chang'e 4 aterrizó en el interior del cráter Von Kármán, una depresión de 186 kilómetros de diámetro contenida en la mencionada cuenca. Cerca de allí hay otros cráteres, como el Finsen, una estructura de 72 kilómetros de ancho que podría tener unos 3200 millones de años.

Secuencia de aterrizaje de la sonda Chang'e 4 en la cara oculta de la Luna. [CNSA]

Gracias al georradar con que está equipado el vehículo explorador, los investigadores han descubierto que probablemente se encuentra sobre distintas capas de escombros, correspondientes a diversos impactos acaecidos a lo largo del tiempo. Tras ser arrancados de la superficie, estos materiales habrían vuelto a caer sobre ella a gran velocidad y ahora llenan el cráter. «Vemos una serie de [capas] muy claras», confirma Elena Pettinelli, investigadora de la Universidad de Roma III y una de las autoras del artículo.

Las ondas del georradar lograron penetrar a 40 metros bajo la superficie lunar, más del doble de la profundidad alcanzada por la misión Chang'e 3, que aterrizó en la cara visible de la Luna en diciembre de 2013. Los datos de la nueva misión revelan tres capas distintas bajo el vehículo explorador: una de regolito lunar, que llega hasta los 12 metros de profundidad; otra compuesta por una mezcla de rocas de distintos tamaños, que se extiende hasta los 24 metros; y a partir de allí, una tercera capa formada por materiales de grano fino y grueso.

De momento no es posible datar esas capas de manera concluyente ni relacionarlas con los cráteres cercanos. Pero proporcionan algunas pistas sobre los últimos 4000 millones de años de la historia de nuestro satélite. Pettinelli señala que las rocas más pequeñas de esas capas probablemente provienen de cráteres más lejanos (puesto que habrían sido capaces de viajar mayores distancias a través de la Luna), mientras que las rocas más grandes apuntan a impactos más próximos. «Si los bloques son grandes, es probable que estemos cerca del lugar donde fueron arrancados», asegura. Se cree que bajo el vehículo yacen los escombros de al menos cuatro o cinco impactos y que podrían extenderse 80 metros o más, hasta la base de la cuenca.

Imagen del lugar de aterrizaje de la sonda Chang'e 4, tomada el 1 de febrero de 2019 por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA. La flecha grande indica la posición del módulo de aterrizaje y la pequeña, la del vehículo explorador Yutu 2. [<a href="https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/chang-e-landers-a-closer-look" target="_blank">NASA/GSFC/Arizona State University</a>]

Aunque los programas Apolo (de EE.UU) y Luna (de la URSS) exploraron nuestro satélite en los años 60 y 70 del siglo pasado, carecían del georradar de las misiones Chang'e 3 y Chang'e 4. Y, por supuesto, ninguno de esos esfuerzos anteriores se aventuró en la superficie de la cara oculta. En consecuencia, las dos sondas chinas nos han permitido echar el primer vistazo detallado a la parte superior del subsuelo lunar. Otras misiones, como las naves gemelas GRAIL de la NASA, que orbitaron alrededor de la Luna entre 2011 y 2012, estudiaron el subsuelo a profundidades de hasta cientos de kilómetros, pero de manera limitada: usando datos de la gravedad lunar, proporcionaron información de baja resolución relativa a características de gran tamaño.

El científico lunar Daniel Moriarty, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, que no participó en el nuevo trabajo, afirma que los resultados son interesantes porque nos permiten entender cómo ha evolucionado la Luna con el tiempo. «La superficie de la Luna es muy distinta a la de la Tierra», explica. «En realidad, los únicos dos procesos a gran escala que tienen lugar en la superficie de nuestro satélite son la formación de cráteres de impacto y la actividad volcánica, y esta misión está viendo indicios de ambos. El lugar donde aterrizó es una gran llanura volcánica. Y esa llanura también recibió impactos.»

Moriarty señala que es probable que el material de la llanura y los escombros del impacto se mezclaran. Eso podría indicar que algunos de los objetos más grandes observados (del tamaño de bloques de piedra) corresponden a la fragmentación del material volcánico, más que a los escombros de impactos cercanos. También podría ser que el material del manto lunar, expuesto tras el impacto que creó la cuenca Aitken, se hubiera mezclado con los escombros, algo que parecen insinuar los resultados previos de la misión Chang'e 4.

El vehículo explorador Yutu 2 continúa moviéndose por la superficie, haciendo paradas regulares para tomar medidas con sus instrumentos. Y los investigadores albergan esperanzas de que pueda ver variaciones de tamaño en las capas subterráneas de escombros que revelen detalles más sutiles de la extensa y violenta historia de impactos de la Luna. «Pretendemos que [el explorador] vaya a [lugares donde los investigadores] puedan ver que [las capas de escombros] cambian de espesor», concluye Pettinelli. «Eso será importante.»

Jonathan O'Callaghan

Referencia: «The Moon's farside shallow subsurface structure unveiled by Chang'E-4 Lunar Penetrating Radar», Chunlai Li et al. en Science Advances, vol. 6, n.º 9, art. eaay6898, 26 de febrero de 2020

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