Salud RevistaCanal SaludCiencia y Salud
 

Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

La Luna ¿hija, madre o esposa?

 Desde el momento que el hombre adquirió consciencia la Luna ha sido objeto de atención preferente de los humanos y ha sido cantada por multitud de poetas. "Oh ilustre anciana de las mitologías" exclamaba Leopoldo Lugones en el Himno a la Luna de su Lunario sentimental. Y Zorrilla, conjugando poesía y conocimientos astronómicos en su Poema a la Luna exclama: "Bendita mil veces la luz desmayada/ que avaro te presta magnífico el Sol".

Pero, ¿cómo y cuando se formó la Luna?. El astrónomo Roman Smoluchowski, adscrito al Space Science Board y colaborador en las expediciones de la NASA, en su libro El Sistema Solar, de la Biblioteca de Scientific American, publicado hace una veintena de años, reconocía textualmente: "Para empezar, tenemos que admitir la más embarazosa ignorancia sobre el origen de la Luna". Actualmente, la situación ha cambiado drásticamente, tal como se ha recogido recientemente en una artículo publicado en la prestigiosa revista Science (Herbert Palme Science 2004 304:977). Intentaremos describir como se ha producido este cambio en nuestros conocimientos al respecto.

TEORÍAS. El cociente entre la masa de la Luna y la de la Tierra supera al de cualquier otro satélite y su planeta, con la posible excepción de Caronte-Plutón. Por ello, la presencia tan visible de la Luna, con sus movimientos y cambios de forma, sin duda constituyeron un gran estímulo para los más primitivos estudios sobre el firmamento y las estrellas.

El astrónomo Stephen Brush, de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, fue quien clasificó las teorías existentes sobre la formación de la Luna en tres categorías familiares.

La de hermana supone que la Luna, al igual que el resto de cuerpos del Sistema Solar se formó cerca de la posición donde creció la Tierra, a partir de una porción de la nebulosa solar, mientras que en el centro se formaba el Sol.

La de hija asume que se originó a partir de la Tierra y fue expulsada de ella, cuando ésta aún era parcialmente líquida y giraba con rapidez sobre su eje. A favor de esta idea está el hecho de que la densidad de la Luna es similar a la de las rocas del manto superior de la Tierra. En contra, que de ser cierta la hipótesis, el momento angular de la Tierra, tendría que haber sido mayor que el momento angular actual del sistema Tierra-Luna. Pero existe un principio que dice que en un sistema aislado, como el sistema Tierra-Luna, la cantidad total del momento angular ha de permanecer constante.

La de esposa explica que la Luna ya estaba formada previamente en otro lugar alejado de la Tierra y que fue capturada por la Tierra y atraída a una órbita permanente a su alrededor.

Todas y cada una de las teorías poseía sus puntos fuertes y débiles pero la composición química de la Luna parecía plantear un grave problema a todas las teorías ya que aunque su densidad media es semejante con la densidad de las capas externas terrestres, las misiones Apolo, que trajeron a la Tierra unos 800 kilogramos de muestras de rocas lunares, dejaron bien claro que existen diferencias considerables en las concentraciones de elementos tales como el titanio, el potasio y el carbono.

IMPACTO. En los últimos 30 años se han ido acrecentando los datos que apuntan a otro tipo de escenario e hipótesis basados en que un gran proyectil u objeto gigante, de un tamaño semejante al de Marte, colisionase con lo que era la protoTierra y fuese responsable del nacimiento de la Luna. Es la teoría conocida con el nombre de impacto planetesimal.

Hace unos 4.700 millones de años tuvo lugar la formación del Sistema Solar. ¿Cómo?. La respuesta se basa en la existencia y medida de las trazas de isótopos raros de elementos refractarios en pequeñas inclusiones de meteoritos. La interpretación de esos datos nos conduce a la respuesta de la existencia de una nube galáctica pequeña (de masa unos centenares de veces la del Sol) que penetró en uno de los brazos espirales de nuestra galaxia y allí tuvo lugar la explosión de una supernova cercana (de donde proceden tales isótopos). La onda de choque ocasionaría el colapso de la nube y la formación de la nebulosa solar primordial, cuya región central más densa fue el origen del Sol. El colapso también favoreció la fragmentación en sistemas de cuerpos múltiples así como la existencia de grandes sistemas de satélites como los existentes alrededor de Júpiter y Saturno. El origen de lo que sería la Tierra tendría lugar rápidamente, transcurridos unos 100 millones de años tras inicio del Sistema Solar.

La teoría de la formación de la Luna a partir de un impacto se enunció por Hartmann y Davis, por vez primera en el año 1975. Un choque gigante descentrado de un proyectil del tamaño de Marte sobre la Tierra, en los inicios de ésta, podría haber originado el alto momento angular, aún conservado, del sistema Tierra-Luna y haber lanzado externamente suficientes detritus y restos como para permitir que se acumulasen y formasen la Luna. La confirmación de esta hipótesis se viene realizando, desde su formulación, por una doble vía: el análisis de las rocas lunares y, más compleja y exhaustivamente, mediante grandes simulaciones informáticas que reproducen todos los factores presentes en el impacto con sus respectivos movimientos, tamaño y composiciones.

COMPROBACIONES. Las primeras simulaciones realizadas hace unos 20 años usaban unas 3000 partículas, mientras que las más recientes realizadas por Canup (Icarus 168, 433, 2004) utilizan 120.000 partículas y una ecuación de estado capaz de describir el comportamiento de los materiales a extremas presiones y temperaturas. No difieren mucho entre sí las respectivas conclusiones pero los avances realizados han permitido tener un mayor conocimiento detallado sobre la procedencia del material que formó la Luna lo cual, como citábamos anteriormente, era el punto crucial para cualquier teoría.

La primera hipótesis de impacto planetesimal de 1975 suponía que la Luna estaba formada esencialmente por material procedente de la corteza terrestre. Conforme se conocían más datos sobre las respectivas composiciones esta idea ofrecía más dificultades y nuevos estudios de simulaciones concluyeron, en 1986, que "la Luna está formada casi exclusivamente de material procedente del cuerpo impactante". Si el sistema Tierra-Luna se representase por 3000 partículas, solamente se usarían 37 para formar la Luna y 1 partícula representaría el núcleo central de la Luna. Los nuevos datos obtenidos por Canup en el presente año 2004 confirman que la mayor parte de la masa de la Luna proceden del objeto impactante.