Las estimaciones sobre el hielo de agua en la Luna sufren una degradación 'dramática' – Física Mundial

Las estimaciones sobre el hielo de agua en la Luna sufren una degradación 'dramática' – Física Mundial

Foto de cráteres de la Luna, muy sombreados.
Un puerto sombrío: debido a que el Sol incide sobre la Luna en un ángulo tan bajo en sus polos, la luz del sol nunca llega al fondo de algunos cráteres profundos. Estas regiones permanentemente en sombra atrapan sustancias químicas volátiles como el hielo de agua, pero el último estudio muestra que se formaron más recientemente de lo que se pensaba anteriormente, por lo que las estimaciones actuales de hielo de agua en la Luna pueden ser demasiado altas. (Cortesía: Estudio de visualización científica de la NASA)

Nuevas estimaciones realizadas por científicos planetarios de EE. UU. sugieren que la Luna contiene significativamente menos hielo de agua de lo que se pensaba anteriormente. Además de proporcionar información sobre la historia y composición de la Luna, los hallazgos tienen implicaciones para los planes para establecer una presencia humana a largo plazo en la superficie lunar o utilizar la Luna como base para misiones tripuladas a otros cuerpos del sistema solar.

A diferencia de la Tierra, la Luna no está coronada por casquetes polares en cada polo. En cambio, el agua de los impactos de cometas y otras fuentes se acumula en regiones permanentemente sombreadas (PSR) que se encuentran dentro de miles de cráteres grandes y pequeños. Estos PSR son algunos de los lugares más fríos del sistema solar y se concentran en los polos de la Luna, donde la luz del sol incide sobre la superficie lunar en un ángulo poco profundo de sólo 1.5 grados.

Sin embargo, hace miles de millones de años el eje de la Luna estaba mucho más inclinado, tal vez hasta 77 grados. Esta inclinación axial extrema expuso los polos a la intensa luz solar, eliminando los PSR y provocando que el hielo previamente acumulado se sublimara en gas.

La causa de la inclinación de la Luna y las razones por las que desapareció se conocen relativamente bien. "La Luna se formó cerca de la Tierra hace 4.5 millones de años por la colisión de un pequeño planeta con la Tierra primitiva y desde entonces ha migrado hacia afuera", explica Norbert Schörghofer, científico senior del Instituto de Ciencias Planetarias de Hawaii y coautor de un artículo en Science Advances sobre la investigación. "Al principio estaba más bajo la influencia de las fuerzas de marea de la Tierra, pero ahora las mareas del Sol juegan un papel más importante, y esta transición obligó a una reorientación del eje lunar".

La principal pregunta sin respuesta era cuándo se produjo esta transición. Una fecha temprana significaría que parte del agua que la Luna ganó o desgasificó durante su formación aún podría estar allí, encerrada en cráteres. Una posterior implicaría que casi toda esta agua primitiva se perdió en el espacio.

Nueva evidencia, nueva imagen

Hasta hace poco, la historia de la distancia Tierra-Luna no se conocía lo suficientemente bien como para estimar con certeza la fecha de transición. Sin embargo, en 2022, los astrónomos del Observatorio de París de Francia resolvió discrepancias de larga data entre datos geoquímicos y modelos físicos de interacciones de mareas. Su modelo mejorado permitió a Schörghofer y al coautor Raluca Rufu del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado, para trazar la inclinación lunar en función del tiempo, y eso, junto con las mediciones de la altura de la superficie del Láser de altímetro orbital lunar (LOLA), les permitió calcular cuánto hielo existe en los PSR actuales.

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Estos cálculos revelan que los PSR más antiguos se formaron hace no más de 3.94 millones de años, lo que hace que el hielo de agua en la Luna sea considerablemente más joven y, por tanto, mucho menos extenso de lo que sugieren estudios anteriores. "Las estimaciones globales sobre la cantidad de hielo de agua que se puede esperar deben revisarse drásticamente a la baja", afirma Schörghofer. Mundo de la física. agrega que Kevin Cannon, geólogo de la Escuela de Minas de Colorado que mantiene un Lista de sitios prometedores de minería y aterrizaje lunar., ya ha comenzado a actualizar las estimaciones del hielo de agua de la Luna basándose en los nuevos hallazgos. Según Schörghofer, “ya ​​no se esperan depósitos de hielo casi puro de decenas a cientos de metros de espesor”.

Sin embargo, las perspectivas para los aspirantes a buscadores de agua lunar no son del todo negativas. “Ahora disponemos de mapas más precisos sobre dónde se pueden esperar las mayores concentraciones de hielo en la Luna”, señala Schörghofer. "Esto puede resultar muy útil para la selección de los lugares de aterrizaje".

Schörghofer añade que en un estudio previo, él, Pablo Hayne de la Universidad de Colorado, Boulder y Oded Aharonson del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel descubrió que los PSR estaban distribuidos más ampliamente de lo esperado. Si bien el nuevo trabajo con Rufu acorta la edad máxima de los PSR, también muestra que los PSR de tan solo 0.9 millones de años (que suelen ser más pequeños que los más antiguos debido al menor tamaño de los cráteres que los albergan) todavía pueden contener hielo. "En general, esperamos menos hielo, pero en más lugares", concluye.

En el futuro, Schörghofer y sus colegas esperan refinar sus estimaciones de hielo calculando las temperaturas exactas en cráteres sombreados como Cabeus, que la NASA Satélite de detección y observación de cráteres lunares (LCROSS) se estrelló en 2009. Estos cálculos se pueden hacer usando modelos que incorporan cómo la luz rebota dentro de los cráteres que no reciben luz solar directa, pero Schörghofer cree que tomará algunos años obtener resultados confiables..

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