Los restos del impacto que creó la Luna se hallarían hundidos en la Tierra

Un estudio, recientemente publicado en la prestigiosa revista Nature, sugiere que dos inmensas estructuras rocosas sumergidas en el manto de la Tierra, y conocidas como las grandes provincias de baja velocidad (o LLVP por sus siglas en inglés), serían restos del objeto que impactó contra nuestro planeta poco después de su formación, hace más de 4.500 millones de años, y que dio origen a la Luna.

La llamada hipótesis del gran impacto, aceptada mayoritariamente por la comunidad científica, sostiene que en las últimas fases de formación de la Tierra, esta chocó contra un objeto de la medida aproximada de Marte (se ha llamado Teia a este cuerpo celeste), enviando gran cantidad de material al espacio que se agregó poco después para crear nuestro satélite natural.

La investigación que ha dado lugar al estudio publicado en Nature está liderada por científicos pertenecientes a diversos centros de investigación, entre los cuales se encuentra la Universidad Estatal de Arizona y el Instituto de Tecnología de California, y se ha basado en complejas simulaciones de ordenador. Los resultados indican que, como consecuencia de la colisión, grandes fragmentos de Teia se habrían hundido en el interior de la Tierra donde permanecerían, aún hoy, prácticamente intactos.

Basándose en datos de composición del material lunar y en modelos teóricos sobre la posible composición de Teia, los autores del estudio han estimado que el manto rocoso de este objeto podría haber sido entre un 2% y un 3,5% más denso que el de nuestro planeta. En el momento del impacto, los fragmentos más pesados de Teia habrían descendido hasta la parte más profunda del manto terrestre, donde se habrían preservado hasta nuestros días. Por otra parte, y con el paso del tiempo, el resto de material de Teia se habría mezclado con el manto de nuestro planeta.

Misteriosas estructuras rocosas

Las grandes provincias de baja velocidad son las estructuras más grandes que existen en la Tierra. Fueron detectadas, hace décadas, mediante estudios sismológicos que pusieron de manifiesto la existencia de dos grandes zonas en el manto terrestre que transmiten las ondas sísmicas a una velocidad ligeramente menor, lo cual indica una composición rocosa de mayor densidad que el resto. Estas dos regiones se encuentran situadas bajo el océano Pacífico y África.

Los datos disponibles indican que la morfología de la gran provincia de baja velocidad del Pacífico sería más bien redondeada, y la de la africana presentaría una elongación en dirección norte-sur. Sus alturas también diferirían notablemente: unos 900 kilómetros para la primera y 1.800 para la segunda.

Según Marina Martínez, doctora en Ciencias Planetarias y de la Tierra, “el origen de las grandes provincias de baja velocidad siempre ha sido motivo de debate”. Esta investigadora, que ha sido seleccionada por la NASA como parte del equipo científico que analizará las muestras lunares que recogerá la misión Artemis 3, afirma que los modelos que hasta ahora se habían desarrollado para explicar la presencia de estas estructuras no conseguían dar cuenta, de forma convincente, de todas las características observadas.

En concreto, algunos de los modelos existentes sugieren que las grandes provincias de baja velocidad se podrían haber formado simplemente por la acumulación progresiva de materiales más densos o como consecuencia del acopio de corteza terrestre hundida a causa de la tectónica de placas. Pero existen evidencias que indican que, en estas regiones, se habrían preservado gases primordiales provenientes de la formación del sistema solar, y ninguno de los esquemas sugeridos consigue explicar este hecho.

El nuevo estudio plantea un escenario en el que gases como el helio o el neón, que formaban parte de la nebulosa en la que se originó el sistema solar, habrían sido capturados en el manto rocoso de Teia en el momento de su formación. Posteriormente, la colisión con la Tierra habría transportado este material, rico en gases primordiales, hacia el manto terrestre. De hecho, y en línea con esta suposición, algunos materiales de tipo basáltico en nuestro planeta (denominados basaltos de las islas oceánicas) contienen estos gases con una composición y concentración muy similares a las que se encuentran en los llamados mares lunares (zonas formadas mayoritariamente por material de origen magmático).

Fragmentos que han sobrevivido de forma sorprendente

Las simulaciones realizadas en el trabajo publicado en Nature sugieren, además, que el impacto de Teia causó la diferenciación del manto terrestre en dos capas: una inferior y de estructura sólida, y otra superior compuesta por material en estado semifluido.

El hecho de que los enormes fragmentos de Teia hayan podido sobrevivir intactos durante más de 4.500 millones de años en el interior del manto de la Tierra es sorprendente. Para Marina Martínez, ello pone de manifiesto que el proceso de convección, que permite mezclar el material mantélico, no fue eficiente debido a que el manto inferior terrestre estaba sólido, con un gradiente de temperatura menor que el material fundido de la capa superior.

La mayor catástrofe

La hipótesis del gran impacto, en la cual se basa el estudio, intenta dar respuesta a algunos de los hechos que se observan en la pareja Tierra-Luna, y es uno de los modelos más aceptados actualmente para explicar el origen de nuestro satélite.

Por ejemplo, el gran tamaño de la Luna cuando se lo compara con satélites del sistema solar que orbitan planetas mucho más voluminosos que la Tierra (como Júpiter o Saturno), la cantidad de movimiento de giro del sistema Tierra-Luna, o la existencia, en el interior lunar, de un núcleo metálico de tamaño inferior al que cabría esperar.

Además, añade Marina Martínez, el empobrecimiento en hidrógeno que se observa en la Luna, el elemento químico más volátil y que podría haber escapado como consecuencia del impacto, es otra de las indicaciones que sustentan esta hipótesis.