¿Qué dirigía la dinamo lunar?

Una investigación apoya la teoría de que el núcleo fundido de la luna probablemente era mantenido por una fuente de energía alternativa.

Nuevas pruebas procedentes de una antigua roca lunar sugieren que la Luna albergó en algún momento una dinamo que duró mucho tiempo – un núcleo de convección fundido de metal líquido que generaba un potente campo magnético hace 3700 millones de años. Los hallazgos, publicados hoy en Science, apuntan a una dinamo que duró mucho más de lo que anteriormente pensaban los científicos, y sugiere que una fuente de energía alternativa pudo haber alimentado la dinamo.

“La Luna tiene esta larga y sorprendente historia”, dice el coautor Benjamin Weiss, profesor asociado de Ciencias Planetarias en el MIT. “Ésto proporciona pruebas de una forma fundamentalmente nueva de crear un campo magnético en un planeta mediante una nueva fuente de energía”.

Luna © by Agent 1994

El nuevo artículo es la última pieza del rompecabezas en el que han estado trabajando los científicos planetarios desde hace décadas. En 1969, la misión Apollo XI trajo de vuelta las primeras rocas lunares a la Tierra – souvenirs del histórico paseo lunar de Neil Armstrong y Buzz Aldrin. Desde entonces, los científicos han estudiado los restos rocosos buscando pistas de la historia de la Luna. Pronto descubrieron que muchas rocas estaban magnetizadas, lo que sugería que la Luna era algo más que una fría y poco diferenciada pila de escombros espaciales. En lugar de éso, puede que haya albergado un núcleo metálico de convección que produjera un gran campo magnético, registrado en las rocas lunares.

Exactamente qué alimentaba a esta dinamo sigue siendo un misterio. Una posibilidad es que la dinamo lunar fuese autosostenida, como la de la Tierra:  conforme se enfría el planeta, en respuesta, su núcleo líquido se mueve, manteniendo la dinamo y  el campo magnético que produce. En ausencia de un suministro de calor de larga duración, la mayor parte de cuerpos planetarios se enfriarán en cientos de millones de años a partir de su formación.

Aún tenemos una dinamo en la Tierra debido al calor producido por el decaimiento radiactivo de elementos en el interior del planeta, que mantiene la convección del núcleo. Los modelos han demostrado que si la dinamo lunar estuviese alimentada sólo por el enfriamiento en el interior de la Luna, habría sido capaz de mantenerse apenas unos pocos cientos de millones de años tras su formación – disipándose hace 4200 millones de años, como muy tarde.

Roca de metal pesado

Sin embargo, Weiss y sus colegas encontraron algunas pruebas sorprendentes en un trozo de basalto lunar conocido como 10020. Los astronautas de Apollo XI recopilaron rocas en el extremo suroeste del Mar de la Tranquilidad; los científicos pensaban que probablemente habían sido eyectados desde el interior de la Luna hacía 100 millones de años, tras el impacto de un meteoro. El grupo confirmó trabajos anteriores que databan la roca en 3700 millones de años, y encontraron que estaba magnetizada – un hallazgo que choca con los actuales modelos de dinamo.

Weiss colaboró con investigadores de la Universidad de California en Berkeley y el Centro Geocronológico de Berkeley, y determinó la edad de la roca usando datación radiométrica. Después de que se formasen las rocas, un isótopo radiactivo de potasio decae en un isótopo estable de argón en un periodo conocido. El grupo midió la proporción de potasio a argón en un pequeño trozo de roca, y usaron esta información para averiguar que la roca se enfrió a partir del magma hace 3700 millones de años.

Weiss y la estudiante graduada Erin Shea midieron la magnetización de la roca y encontraron que estaba magnetizada. No obstante, esto no significa necesariamente que la roca, y la Luna, tuviesen un campo magnético generado por una dinamo hace 3700 millones de años: posteriores impactos pudieron haber calentado la roca y recolocado esta magnetización.

Para descartar esta posibilidad, el equipo examinó si la roca experimentó algún calentamiento significativo desde su eyección desde la superficie lunar. De nuevo, observaron los isótopos de potasio y argón, encontrando que el único calor que había experimentado la roca desde que fue eyectada de la superficie lunar procedía de la simple exposición a los rayos del Sol.

“Básicamente ha estado en almacenamiento frío durante 3700 años, sin perturbaciones”, dice Weiss. “Guarda un precioso registro de magnetización”.

Animando el tema

Weiss dice que las pruebas de las rocas apoyan un nuevo mecanismo de generación de dinamo que se propuso el año pasado por un científico de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC). La hipótesis propone que la dinamo lunar puede haber estado alimentada por el tirón gravitatorio lunar. Hace miles de millones de años, la Luna estaba mucho más cerca de la Tierra de lo que está en la actualidad; la gravedad terrestre puede haber tenido un efecto de agitación similar dentro del núcleo de la Luna, manteniendo el metal líquido en movimiento incluso después del enfriamiento del cuerpo lunar.

Francis Nimmo, Profesor de Ciencias Planetarias y Terrestres en la UCSC, y uno de los investigadores que originalmente propuso la nueva teoría de la dinamo, dice que las pruebas de Weiss proporcionan a los científicos una nueva imagen de la evolución lunar.

“Generalmente asumimos que el enfriamiento es el mecanismo principal que dirige la dinamo en cualquier sitio”, dice Nimmo, que no estuvo implicado en el estudio actual. “Estos datos lunares nos dicen que hay otros mecanismos que también pueden desempeñar un papel, no sólo en la Luna, sino también en otros sitios”.