Con una densidad media de 3.346,4 kg/m 3 , [2] la Luna es un cuerpo diferenciado , compuesto por una corteza , un manto y un núcleo planetario geoquímicamente distintos . Se cree que esta estructura fue el resultado de la cristalización fraccionada de un océano de magma poco después de su formación, hace unos 4.500 millones de años. La energía necesaria para derretir la porción exterior de la Luna se atribuye comúnmente a un evento de impacto gigante que se postula que formó el sistema Tierra-Luna y la posterior reacreción de material en la órbita terrestre. La cristalización de este océano de magma habría dado lugar a un manto máfico y una corteza rica en plagioclasas .
El mapeo geoquímico desde la órbita implica que la corteza de la Luna tiene una composición en gran medida anortosítica , [3] consistente con la hipótesis del océano de magma. En términos de elementos, la corteza lunar está compuesta principalmente de oxígeno , silicio , magnesio , hierro , calcio y aluminio , pero también de elementos menores y traza importantes como titanio , uranio , torio , potasio , azufre , manganeso , cromo [4] y El hidrógeno también está presente. Según técnicas geofísicas, se estima que la corteza tiene un espesor medio de unos 50 km. [5]
El derretimiento parcial del manto de la Luna dio lugar a la erupción de basaltos en la superficie lunar. Los análisis de estos basaltos indican que el manto está compuesto predominantemente de los minerales olivino , ortopiroxeno y clinopiroxeno , y que el manto lunar es más rico en hierro que el de la Tierra. Algunos basaltos lunares contienen grandes cantidades de titanio (presente en el mineral ilmenita ), lo que sugiere que el manto tiene una composición muy heterogénea. Se ha descubierto que los terremotos ocurren en lo profundo del manto de la Luna, a unos 1.000 kilómetros por debajo de la superficie. Estos ocurren con periodicidades mensuales y están relacionados con las tensiones de marea causadas por la órbita excéntrica de la Luna alrededor de la Tierra. También se han detectado algunos terremotos lunares poco profundos con hipocentros ubicados a unos 100 km debajo de la superficie, pero ocurren con menos frecuencia y no parecen estar relacionados con las mareas lunares. [5]
Varias líneas de evidencia implican que el núcleo lunar es pequeño, con un radio de unos 350 km o menos. [5] El tamaño del núcleo lunar es sólo alrededor del 20% del tamaño de la propia Luna, en contraste con aproximadamente el 50% como es el caso de la mayoría de los otros cuerpos terrestres. La composición del núcleo lunar no está bien determinada, pero la mayoría cree que está compuesto de una aleación de hierro metálico con una pequeña cantidad de azufre y níquel . Los análisis de las rotaciones variables en el tiempo de la Luna indican que el núcleo está al menos parcialmente fundido. [6] Dentro del escenario de formación de impacto gigante, la formación del núcleo de la Luna podría haber ocurrido dentro de los primeros 100 a 1000 años desde el comienzo de su acreción a partir de sus lunas. [7]
En 2010, un nuevo análisis de los antiguos datos sísmicos del Apolo sobre los terremotos lunares profundos utilizando métodos de procesamiento modernos confirmó que la Luna tiene un núcleo rico en hierro con un radio de 330 ± 20 km . El mismo reanálisis estableció que el núcleo interno sólido hecho de hierro puro tiene un radio de 240 ± 10 km . El núcleo está rodeado por la capa parcialmente fundida (10 a 30%) del manto inferior con un radio de 480 ± 20 km (espesor ~150 km). Estos resultados implican que se ha solidificado el 40% del núcleo en volumen. La densidad del núcleo externo líquido es de aproximadamente 5 g/cm 3 y podría contener hasta un 6% de azufre en peso. La temperatura en el núcleo probablemente sea de unos 1600-1700 K (1330-1430 °C). [8]
En 2019, un nuevo análisis de casi 50 años de datos recopilados del experimento Lunar Laser Ranging con datos del campo de gravedad lunar de la misión GRAIL muestra que para un núcleo de fluido lunar relajado con litosferas no hidrostáticas, el aplanamiento del núcleo se determina como(2,2 ± 0,6) × 10 −4 con los radios de su límite núcleo-manto como381 ± 12 kilómetros . [9]
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