Composición y estructura de la Luna
DAtos breves
La corteza de la Luna es asimétrica: más gruesa en el lado más alejado de la Tierra y más delgada en el lado cercano.
La Luna, al igual que la Tierra, es un cuerpo celeste estratificado que tiene una corteza, un manto y un núcleo.
¿De qué está hecha la Luna?
Según las principales teorías sobre cómo se formó la Luna, gran parte del material que la compone fue, en algún momento, parte de la Tierra. Y, al igual que la Tierra, la Luna está compuesta por tres capas principales: una corteza, un manto y un núcleo.
Hace miles de millones de años, la Luna era un mundo fundido. A medida que la Luna se solidificaba, los materiales más pesados (metales como el hierro) se hundieron en el centro, y los materiales más ligeros (rocas de menor densidad) subieron hacia la superficie. El resultado es una estructura un poco parecida a una cereza bañada en chocolate: un núcleo sólido, un manto en su mayor parte sólido o parcialmente líquido, y una corteza externa delgada.
La Tierra es un mundo activo y dinámico. El núcleo externo y el manto de nuestro planeta se agitan con corrientes de convección y, encima del manto, las placas tectónicas se separan o colisionan. En comparación, la Luna puede parecer inmóvil y silenciosa. Pero la Luna también es un mundo activo, y su estructura subyacente es un misterio que los científicos todavía están tratando de desentrañar.
El núcleo lunar
El núcleo de la Luna consta de dos secciones: un núcleo interno sólido, compuesto principalmente de hierro, dentro de un núcleo externo fundido. Aunque el núcleo está hecho principalmente de hierro, también contiene cierta cantidad de níquel y azufre.
El núcleo de la Luna abarca alrededor del 20 por ciento de la distancia desde su centro hasta la superficie; esta es una proporción menor que la observada en otros mundos rocosos bien estudiados, cuyos núcleos pueden llegar a alcanzar hasta alrededor del 50 por ciento de su diámetro. Este tamaño relativamente reducido podría deberse a que la violenta formación de la Luna dejó poco hierro disponible para acumularse en su centro.
El manto lunar
El manto lunar es la capa más gruesa de la Luna. Es sólido en su mayor parte, pero la zona más cercana al núcleo lunar está parcialmente fundida: algunos sismos lunares podrían originarse allí. El manto de la Luna se compone principalmente de basalto rico en olivino y piroxeno. (Si alguna vez has visto el peridoto, habrás visto la forma de gema del olivino, un mineral que recibe este nombre por su tono verde).
La corteza lunar
La corteza, o la capa más externa, de la Luna guarda un enigma científico. La corteza tiene un espesor aproximado de 60 kilómetros (37 millas) en el lado más alejado de la Tierra, pero solo mide 40 kilómetros (25 millas) en el lado cercano, lo que representa una gran diferencia. Los científicos todavía están intentando descubrir por qué la corteza lunar es tan desigual.
Los minerales que forman la corteza lunar están compuestos de oxígeno, silicio, magnesio, hierro, calcio y aluminio, junto con pequeñas cantidades de titanio, uranio, torio, potasio e hidrógeno. Las tierras altas elevadas y relativamente brillantes de la Luna son ricas en elementos como calcio y aluminio, mientras que las depresiones más oscuras, llamadas maria (mares, por su plural en latín), tienen más hierro y titanio. (Los maria son mares de lava enfriada que inundaron extensas cuencas de impacto hace entre 4.200 y 1.200 millones de años. Las tierras altas lunares son regiones más antiguas de su corteza que sobrevivieron a los intensos impactos que formaron las cuencas).
La superficie de la corteza de la Luna está llena de características geológicas. Estos son algunos ejemplos:
- “Rimas”, estas son fisuras o grietas producidas por actividad volcánica en el pasado remoto o por la fractura de la corteza.
- Domos que se formaron cuando lava espesa hizo erupción y brotó de los respiraderos volcánicos.
- "Crestas arrugadas”, producidas por el plegamiento de la superficie lunar debido a las tensiones que la comprimen, como el peso de las capas de basalto.
- Y, por supuesto, ¡los cráteres de impacto lunares!
El regolito lunar
El regolito lunar es el “suelo” de la Luna. Esta sustancia polvorienta y rocosa es el producto de un constante asalto cósmico a la superficie lunar, y sus agresores van desde meteoritos de todos los tamaños hasta partículas con carga eléctrica provenientes del Sol. El bombardeo ha desintegrado las capas superiores de la corteza, creando una gruesa capa de material suelto que se asienta sobre el lecho de roca. Sus partículas incluyen desde diminutos granos de polvo hasta rocas del tamaño de una casa, y todo lo que hay entre ambos extremos. Hay trozos de roca, fragmentos minerales, vidrios de impacto y volcánicos, y “aglutinantes”: trizas de minerales unidos por vidrio, que se forman cuando el calor abrasador del impacto de un micrometeorito derrite parte del suelo lunar. Los fragmentos más finos, el polvo lunar, pueden tener un tamaño inferior a 10 o 20 micrómetros (mucho más pequeño que el grosor de un cabello humano).
El regolito lunar está compuesto de fragmentos fracturados y rotos de rocas lunares que provienen de las tierras altas, de los basaltos de los mares y de materiales más profundos que han sido excavados por grandes impactos, tal vez extraídos incluso del manto. También contiene fragmentos de meteoritos y escombros procedentes de todo el sistema solar. Por lo general, cuanto más antigua es la superficie, más grueso es el regolito. En algunas partes de los mares jóvenes, el regolito es relativamente delgado (de solo unos pocos pies de profundidad, con el lecho rocoso completamente expuesto en casos excepcionales), mientras que el regolito más antiguo en las tierras altas lunares puede alcanzar los 20 metros (66 pies) de profundidad.
Debajo del regolito lunar se encuentra una región denominada megaregolito, que es una capa superior de la corteza compuesta por lecho de roca agrietado y fragmentado, así como por enormes fragmentos de material eyectado por los impactos.
¿Cómo sabemos de qué está hecha la Luna?
Además de analizar los fragmentos de la Luna que trajeron a la Tierra los astronautas del programa Apolo, los científicos aprenden sobre la composición y estructura de la Luna mediante el estudio de sus firmas lumínicas (lo que se conoce como espectroscopía), su rotación, sus efectos gravitacionales, los sismos lunares y otros factores.
Cuatro sismómetros desplegados en la Luna por astronautas de la NASA durante el programa Apolo funcionaron hasta 1977, y dejaron una gran cantidad de datos para los investigadores que siguen siendo utilizados hoy en día. La próxima generación en la detección de sismos lunares comienza con experimentos como el Conjunto de Sismómetros del Lado Lejano, cuyo objetivo es transmitir a la NASA los primeros datos sísmicos desde el lado lejano de la Luna; y la Estación de Monitoreo del Entorno Lunar (LEMS, por sus siglas en inglés), el cual es un sistema de sismómetros portátiles diseñado para que los astronautas de la misión Artemis III lo instalen en la superficie lunar.
Los científicos también estudian la composición de la Luna utilizando datos de observatorios orbitales —como el actual Orbitador de Reconocimiento Lunar (LRO, por sus siglas en inglés) y la extinta misión Laboratorio Interior y de Recuperación de Gravedad (GRAIL, por su acrónimo en inglés)—, junto con proyectos dirigidos a la Tierra como el de Telemetría Láser Lunar (LLR, por sus siglas en inglés), el cual hace rebotar láseres desde reflectores instalados en la Luna.
Cuanta más información tengamos, mejor podremos refinar nuestra comprensión acerca del interior de la Luna. Los investigadores aguardan con anticipación nuevas muestras, nuevos equipos y nuevas investigaciones que se espera que sean el resultado del regreso a la Luna con las misiones del programa Artemis.
Redacción: Tracy Vogel, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
Asesores científicos: Vishnu Viswanathan y Dan Moriarty, Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
