Un análisis de cristales traídos de la Luna por los astronautas del programa Apolo en 1972 revela que el satélite tiene 40 millones de años más de lo estimado, hasta al menos 4 mil 460 millones de años.
Hace más de 4 mil millones de años, cuando el sistema solar aún era joven y la Tierra aún estaba creciendo, un objeto gigante del tamaño de Marte se estrelló contra la Tierra. El trozo más grande que se desprendió de la Tierra primitiva formó nuestra luna. Pero exactamente cuándo sucedió esto sigue siendo un misterio.
«Estos cristales son los sólidos más antiguos conocidos que se formaron después del impacto gigante. Y como sabemos, la edad de estos cristales sirve como ancla para la cronología lunar», dice Philipp Heck, conservador de meteoritos del Museo Field, profesor de la Universidad de Chicago y autor principal del estudio, publicado en Geochemical Perspectives Letters.
La muestra de polvo lunar utilizada en el estudio fue traída por los astronautas del Apolo 17 en la última misión tripulada a la Luna en 1972. Este polvo contiene pequeños cristales que se formaron hace miles de millones de años. Estos cristales son una señal reveladora de cuándo se debió formar la luna.
Cuando el objeto del tamaño de Marte chocó contra la Tierra y formó la Luna, la energía del impacto derritió la roca que eventualmente se convirtió en la superficie de la Luna. «Cuando la superficie se fundía de esta manera, los cristales de circón no podían formarse ni sobrevivir. Por lo tanto, cualquier cristal en la superficie de la luna debe haberse formado después de que este océano de magma lunar se enfrió», dice Heck. «De lo contrario, se habrían derretido y sus firmas químicas se habrían borrado».
Dado que los cristales deben haberse formado después de que el océano de magma se enfrió, determinar la edad de los cristales de circón revelaría la edad mínima posible de la luna. Un estudio anterior del coautor Bidong Zhang sugirió esta edad, pero este estudio más reciente marca el primer uso de un método analítico llamado tomografía con sonda atómica que «determina» la edad de este cristal lunar más antiguo conocido.
«En la tomografía con sonda atómica, comenzamos afilando un trozo de muestra lunar hasta darle una punta muy afilada, utilizando un microscopio de haz de iones enfocado, casi como un sacapuntas muy elegante», dice la coautora Jennika Greer, de la Universidad de Glasgow. «Luego, utilizamos láseres ultravioleta para evaporar átomos de la superficie de esa punta. Los átomos viajan a través de un espectrómetro de masas, y la rapidez con la que se mueven nos dice qué tan pesados son, lo que a su vez nos dice de qué están hechos».
Este análisis átomo por átomo, realizado con instrumentos de la Universidad Northwestern, mostró cuántos átomos dentro de los cristales de circón habían sufrido desintegración radiactiva.
Cuando un átomo tiene una configuración inestable de protones y neutrones en su núcleo, sufre desintegración, perdiendo algunos de estos protones y neutrones y transformándose en otros elementos. Por ejemplo, el uranio se descompone en plomo. Los científicos han establecido cuánto tiempo tarda en ocurrir este proceso y, al observar la proporción de diferentes átomos de uranio y plomo (llamados isótopos) presentes en una muestra, pueden saber cuántos años tiene.
«La datación radiométrica funciona un poco como un reloj de arena», dice Heck. «En un reloj de arena, la arena fluye de un bulbo de vidrio a otro, y el paso del tiempo se indica por la acumulación de arena en el bulbo inferior. La datación radiométrica funciona de manera similar contando el número de átomos padres y el número de átomos hijos que han transformado. «El paso del tiempo se puede calcular porque se conoce la tasa de transformación».
La proporción de isótopos de plomo que encontraron los investigadores indicó que la muestra tenía aproximadamente 4 mil 460 millones de años. Por lo tanto, la luna tiene que tener al menos esa edad.
«Es sorprendente poder tener pruebas de que la roca que estás sosteniendo es la parte más antigua de la luna que hemos encontrado hasta ahora. Es un punto de anclaje para tantas preguntas sobre la Tierra. Cuando sabes qué edad tiene algo, podemos comprender mejor lo que le ha sucedido a lo largo de su historia», afirma Greer.
Es importante saber cuándo se formó la Luna, dice Heck, porque «la Luna es un socio importante en nuestro sistema planetario: estabiliza el eje de rotación de la Tierra, es la razón por la que el día tiene 24 horas y es la razón por la que tenemos mareas. Sin la Luna, la vida en la Tierra sería diferente. Es una parte de nuestro sistema natural que queremos comprender mejor, y nuestro estudio proporciona una pequeña pieza del rompecabezas en ese panorama completo».
