9.2: La superficie lunar

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Objetivos de aprendizaje

Al final de esta sección, podrás:

Diferenciar entre las principales características superficiales de la Luna
Describir la historia de la superficie lunar
Describir las propiedades del “suelo” lunar

Apariencia General

Si miras a la Luna a través de un telescopio, puedes ver que está cubierta por cráteres de impacto de todos los tamaños. Las características superficiales más llamativas de la Luna, las que se pueden ver a simple vista y que componen la característica a menudo llamada “el hombre de la Luna”, son vastas manchas de flujos de lava más oscuros.

Hace siglos, los primeros observadores lunares pensaban que la Luna tenía continentes y océanos y que era una posible morada de vida. Llamaron a las áreas oscuras “mares” (maria en latín, o yegua en singular, pronunciada “mah ray”). Sus nombres, Mare Nubium (Mar de Nubes), Mare Tranquillitatis (Mar de la Tranquilidad), y así sucesivamente, siguen en uso hoy en día. En contraste, no se nombra a las zonas “terrestres” entre los mares. Miles de cráteres individuales han sido nombrados, sin embargo, en su mayoría por grandes científicos y filósofos (Figura\(\PageIndex{1}\)). Entre los cráteres más destacados se encuentran los que llevan el nombre de Platón, Copérnico, Tycho y Kepler. Galileo solo tiene un cráter pequeño, sin embargo, reflejando su baja posición entre los científicos vaticanos que hicieron algunos de los primeros mapas lunares.

Sabemos hoy en día que el parecido de los rasgos lunares con los terrestres es superficial. Incluso cuando se ven algo similares, los orígenes de los rasgos lunares como los cráteres y las montañas son muy diferentes de sus contrapartes terrestres. La relativa falta de actividad interna de la Luna, junto con la ausencia de aire y agua, hacen que la mayor parte de su historia geológica sea diferente a todo lo que conocemos en la Tierra.

Amanecer en los Picos de las Montañas Centrales del Cráter Tycho, según lo Imaginado por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA.

alt — Figura\(\PageIndex{1}\) Amanecer en los Picos de las Montañas Centrales del Cráter Tycho, según lo Imaginado por el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA. Tycho, de unos 82 kilómetros de diámetro, es uno de los cráteres lunares más jóvenes de gran tamaño. La montaña central se eleva 12 kilómetros sobre el suelo del cráter.

Historia Lunar

Para rastrear la historia detallada de la Luna o de cualquier planeta, debemos ser capaces de estimar las edades de las rocas individuales. Una vez que los astronautas del Apolo trajeron las muestras lunares, se les aplicaron las técnicas de datación radiactiva que se habían desarrollado para la Tierra. Las edades de solidificación de las muestras variaron de aproximadamente 3.3 a 4.4 mil millones de años, sustancialmente más antiguas que la mayoría de las rocas en la Tierra. A modo de comparación, como vimos en el capítulo sobre la Tierra, la Luna y el Cielo, tanto la Tierra como la Luna se formaron entre 4.5 y 4.600 millones de años atrás.

La mayor parte de la corteza de la Luna (83%) consiste en rocas de silicato llamadas anortositas; estas regiones se conocen como las tierras altas lunares. Están hechos de roca de densidad relativamente baja que solidificó en la Luna de enfriamiento como escoria flotando en la parte superior de una fundición. Debido a que se formaron tan temprano en la historia lunar (entre 4.1 y 4.4 mil millones de años atrás), las tierras altas también están extremadamente cráteres, portando las cicatrices de todos esos miles de millones de años de impactos por escombros interplanetarios (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Figura Altiplano\(\PageIndex{2}\) Lunar. Las tierras altas lunares antiguas y fuertemente cráteres constituyen el 83% de la superficie de la Luna.

A diferencia de las montañas de la Tierra, las tierras altas de la Luna no tienen pliegues afilados en sus cordilleras. Las tierras altas tienen perfiles bajos y redondeados que se asemejan a las montañas más antiguas y erosionadas de la Tierra (Figura). Debido a que no hay atmósfera ni agua en la Luna, no ha habido viento, agua, ni hielo para tallarlos en acantilados y picos afilados, la forma en que los hemos visto moldeados en la Tierra. Sus características lisas se atribuyen a la erosión gradual, principalmente debido al cráter de impacto de meteoritos.

alt — Figura Montaña\(\PageIndex{3}\) Lunar. Esta foto de Mt. Hadley al borde de Mare Imbrium fue tomado por Dave Scott, uno de los astronautas del Apolo 15. Tenga en cuenta los contornos suaves de las montañas lunares, que no han sido esculpidas por el agua o el hielo.

Las maria están mucho menos cráteres que las tierras altas, y cubren apenas el 17% de la superficie lunar, principalmente en el lado de la Luna que mira hacia la Tierra (Figura\(\PageIndex{4}\)).

alt — Figura\(\PageIndex{4}\) Lunar María. Alrededor del 17% de la superficie de la Luna consiste en la maria—llanuras planas de lava basáltica. Esta vista de Mare Imbrium también muestra numerosos cráteres secundarios y evidencia de material expulsado del gran cráter Copérnico en el horizonte superior. Copérnico es un cráter de impacto de casi 100 kilómetros de diámetro que se formó mucho después de que ya se hubiera depositado la lava en Imbrium.

Hoy en día, sabemos que la maria consiste principalmente en basalto de color oscuro (lava volcánica) establecido en erupciones volcánicas hace miles de millones de años. Finalmente, estos flujos de lava llenaron en parte las enormes depresiones llamadas cuencas de impacto, que habían sido producidas por colisiones de grandes trozos de material con la Luna relativamente temprano en su historia. El basalto en la Luna (Figura\(\PageIndex{5}\)) es muy similar en composición a la corteza bajo los océanos de la Tierra o a las lavas erupcionadas por muchos volcanes terrestres. La más joven de las cuencas de impacto lunar es Mare Orientale, que se muestra en la Figura\(\PageIndex{6}\).

Figura\(\PageIndex{5}\) Roca de una Yegua Lunar. En esta muestra de basalto de la superficie de yegua, se pueden observar los agujeros que dejan las burbujas de gas, las cuales son características de la roca formada a partir de lava. Todas las rocas lunares son químicamente distintas de las rocas terrestres, hecho que ha permitido a los científicos identificar algunas muestras lunares entre los miles de meteoritos que llegan a la Tierra.

alt — Figura\(\PageIndex{6}\) Mare Orientale. La más joven de las grandes cuencas de impacto lunar es Orientale, formada hace 3.8 mil millones de años. Su anillo exterior es de unos 1000 kilómetros de diámetro, aproximadamente la distancia entre la ciudad de Nueva York y Detroit, Michigan. A diferencia de la mayoría de las otras cuencas, Orientale no se ha llenado completamente con flujos de lava, por lo que conserva su llamativa apariencia de “ojo de buey”. Se encuentra en el borde de la Luna visto desde la Tierra. (crédito: NASA)

La actividad volcánica puede haber comenzado muy temprano en la historia de la Luna, aunque la mayor parte de la evidencia de los primeros 500 millones de años se pierde. Lo que sí sabemos es que el mayor vulcanismo de yeguas, que implicó la liberación de lava desde cientos de kilómetros por debajo de la superficie, terminó hace unos 3.3 mil millones de años. Después de eso, el interior de la Luna se enfrió, y la actividad volcánica se limitó a muy pocas áreas pequeñas. Las fuerzas primarias que alteran la superficie provienen del exterior, no del interior.

En la superficie lunar

“La superficie es fina y polvorienta. Puedo levantarlo sin apretar con el dedo del pie. Pero puedo ver las huellas de mis botas y las huellas en las finas partículas arenosas”. —Neil Armstrong, astronauta del Apolo 11, inmediatamente después de pisar la Luna por primera vez.

La superficie de la Luna está enterrada bajo un suelo de grano fino de pequeños fragmentos de roca destrozados. El polvo basáltico oscuro de la maria lunar fue levantado por cada paso de astronauta, y así finalmente se abrió camino en todo el equipo de los astronautas. Las capas superiores de la superficie son porosas, consistentes en polvo poco empaquetado en el que sus botas se hundieron varios centímetros (Figura\(\PageIndex{7}\)). Este polvo lunar, como tantas otras cosas en la Luna, es producto de impactos. Cada evento de cráteres, grande o pequeño, rompe la roca de la superficie lunar y dispersa los fragmentos. En última instancia, miles de millones de años de impactos han reducido gran parte de la capa superficial a partículas del tamaño del polvo o la arena.

alt — Figura\(\PageIndex{7}\) Huella en Polvo Lunar. Foto de Apolo de la huella de una bota de astronauta en el suelo lunar. (crédito: NASA)

En ausencia de aire, la superficie lunar experimenta temperaturas extremas mucho mayores que la superficie de la Tierra, a pesar de que la Tierra está prácticamente a la misma distancia del Sol. Cerca del mediodía local, cuando el Sol es más alto en el cielo, la temperatura del suelo lunar oscuro se eleva por encima del punto de ebullición del agua. Durante la larga noche lunar (que, al igual que el día lunar, dura dos semanas terrestres ¹), la temperatura desciende a unos 100 K (—173 °C). El enfriamiento extremo es resultado no sólo de la ausencia de aire sino también de la naturaleza porosa del suelo polvoriento de la Luna, que se enfría más rápidamente de lo que lo haría la roca sólida.

Conoce cómo se formaron los cráteres de la luna y maria al ver un video producido por el equipo Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) de la NASA sobre la evolución de la Luna, trazándola desde su origen hace unos 4.5 mil millones de años hasta la Luna que vemos hoy. Vea una simulación de cómo se formaron los cráteres de la Luna y María a través de períodos de impacto, actividad volcánica y bombardeos pesados.

Conceptos clave y resumen

La Luna, al igual que la Tierra, se formó hace unos 4.5 mil millones de años. Las tierras altas fuertemente cráteres de la Luna están hechas de rocas de más de 4 mil millones de años de antigüedad. Las llanuras volcánicas más oscuras de la maria surgieron principalmente entre 3.3 y 3.8 mil millones de años atrás. Generalmente, la superficie está dominada por impactos, incluyendo pequeños impactos continuos que producen su suelo de grano fino.

Notas al pie

¹ Se puede ver el ciclo del día y de la noche en el lado de la Luna frente a nosotros en forma de las fases de la Luna. Tardan alrededor de 14 días para que el lado de la Luna que nos mira pase de luna llena (toda iluminada) a luna nueva (toda oscura). Hay más sobre esto en el Capítulo 4: Tierra, Luna y Cielo.

Glosario

altiplano: las regiones más ligeras y fuertemente cráteres de la Luna, que generalmente son varios kilómetros más altas que la maria

yegua: (plural: maria) en latín significa “mar”; el nombre aplicado a las características oscuras, relativamente lisas que cubren el 17% de la superficie de la Luna