La roca lunar es una roca que se origina en la Luna de la Tierra . Esto incluye material lunar recolectado durante el curso de la exploración humana de la Luna y rocas que han sido expulsadas naturalmente de la superficie de la Luna y han caído en la Tierra como meteoritos .
Seis misiones Apolo recogieron 2.200 muestras de material que pesaban 381 kilogramos (840 libras), [1] procesadas en más de 110.000 muestras catalogadas individualmente. [2]
Programa Luna
Tres naves espaciales Luna regresaron con 301 gramos (10,6 oz) de muestras. [3] [4] [5]
La Unión Soviética abandonó sus intentos de llevar a cabo un programa tripulado a la Luna en la década de 1970, pero logró aterrizar tres naves espaciales robóticas con capacidad para recoger y traer pequeñas muestras a la Tierra. En total, se trajo a la Tierra menos de medio kilogramo de material.
En 1993, tres pequeños fragmentos de roca de Luna 16 , con un peso de 200 mg, se vendieron por 442.500 dólares estadounidenses en Sotheby's (equivalentes a 933.317 dólares en 2023). [9] En 2018, los mismos tres fragmentos de roca de Luna 16 se vendieron por 855.000 dólares estadounidenses en Sotheby's. [10]
Misiones de Chang'e
En 2020, Chang'e 5 , la quinta misión de exploración lunar del Programa de Exploración Lunar de China , recuperó aproximadamente 1.731 g (61,1 oz) de rocas y polvo del Oceanus Procellarum (el Océano de las Tormentas), la región oscura más grande de la Luna, visible en el borde occidental. [14] Las muestras de Chang'e-5 contienen una "combinación desconcertante" de minerales e incluyen el sexto mineral lunar nuevo, llamado Changesite-(Y). Este mineral de fosfato se caracteriza por cristales columnares incoloros y transparentes. [14] Los investigadores estimaron la presión máxima (11-40 GPa) y la duración del impacto (0,1-1,0 segundo) de la colisión que dio forma a la muestra. Utilizando modelos de ondas de choque, estimaron que el cráter resultante tenía entre 3 y 32 kilómetros de ancho, dependiendo del ángulo de impacto. [15]
La misión de seguimiento de Chang'e 5, Chang'e 6 , llegó a la Luna el 8 de mayo de 2024 y entró en órbita lunar durante 20 días para encontrar un lugar de aterrizaje apropiado. [12] El 1 de junio de 2024, el módulo de aterrizaje se separó del orbitador y aterrizó en una unidad de mare en la parte sur del cráter Apolo (36,1° S, 208,3° E). [16] El objetivo de la misión era recolectar alrededor de 2 kg de material del lado oculto de la Luna y traerlo de regreso a la Tierra.
La sonda Chang'e-6 resistió las altas temperaturas y recogió las muestras perforando la superficie de la Luna y sacando tierra y rocas con un brazo mecánico, según un comunicado de la Administración Nacional del Espacio de China (CNSA). La roca recogida fue triturada, fundida y estirada hasta formar filamentos de aproximadamente un tercio del diámetro de un cabello humano, que luego se hilaron y se tejieron en tela. "La superficie lunar es rica en basalto y, dado que en el futuro estamos construyendo una base lunar, lo más probable es que tengamos que convertir el basalto en fibras y utilizarlo como material de construcción", dijo el ingeniero Zhou Changyi. [17]
Las muestras se colocaron en el vehículo de ascenso, que se acopló al vehículo de retorno del orbitador Chang'e 6 el 6 de junio de 2024. [18] La sonda lunar Chang'e 6 de China, que transportaba las primeras rocas lunares jamás recolectadas del otro lado de la Luna, aterrizó en la región de Mongolia Interior de China el 25 de junio de 2024.
Meteoritos lunares
Se han recolectado más de 370 meteoritos lunares en la Tierra, [19] lo que representa más de 30 hallazgos de meteoritos diferentes (sin caídas ), con una masa total de más de 1090 kilogramos (2400 lb). [20] Algunos fueron descubiertos por equipos científicos (como ANSMET ) que buscaban meteoritos en la Antártida , y la mayoría del resto fue descubierto por coleccionistas en las regiones desérticas del norte de África y Omán . Una roca lunar conocida como "NWA 12691", que pesa 13,5 kilogramos (30 lb), fue encontrada en el desierto del Sahara en las fronteras con Argelia y Mauritania en enero de 2017, [21] y salió a la venta por 2,5 millones de dólares en 2020. [22]
Tener una cita
Las rocas de la Luna se han medido mediante técnicas de datación radiométrica . Su edad varía desde unos 3.160 millones de años para las muestras basálticas derivadas de los mares lunares , hasta unos 4.440 millones de años para las rocas derivadas de las tierras altas. [23] Según la técnica de datación por "conteo de cráteres", se cree que las erupciones basálticas más recientes ocurrieron hace unos 1.200 millones de años, [24] pero los científicos no poseen muestras de estas lavas. En cambio, las edades más antiguas de las rocas de la Tierra están entre 3.800 y 4.280 millones de años.
Composición
Las rocas lunares se dividen en dos categorías principales: las que se encuentran en las tierras altas lunares (terrae) y las que se encuentran en los mares . Las terrae consisten predominantemente en rocas plutónicas máficas . Las brechas de regolito con protolitos similares también son comunes. Los basaltos de mare se presentan en tres series distintas en relación directa con su contenido de titanio: basaltos con alto contenido de titanio , basaltos con bajo contenido de titanio y basaltos con muy bajo contenido de titanio (VLT) .
Casi todas las rocas lunares están agotadas en volátiles y carecen por completo de minerales hidratados comunes en las rocas de la Tierra. En algunos aspectos, las rocas lunares están estrechamente relacionadas con las rocas de la Tierra en su composición isotópica del elemento oxígeno . Las rocas lunares de Apollo se recolectaron utilizando una variedad de herramientas, incluidos martillos , rastrillos , palas , tenazas y tubos de núcleo . La mayoría fueron fotografiadas antes de la recolección para registrar la condición en la que se encontraron. Se colocaron dentro de bolsas de muestra y luego en un Contenedor de Muestra Ambiental Especial para regresar a la Tierra para protegerlos de la contaminación. A diferencia de la Tierra, grandes porciones de la corteza lunar parecen estar compuestas de rocas con altas concentraciones del mineral anortita . Los basaltos de mare tienen valores de hierro relativamente altos . Además, algunos de los basaltos de mare tienen niveles muy altos de titanio (en forma de ilmenita ). [26]
Las rocas ígneas primarias de las tierras altas lunares componen tres grupos distintos: la suite ferrosa de anortosita, la suite magnésica y la suite alcalina.
Las brechas lunares, formadas en gran medida por los inmensos impactos que forman las cuencas, están compuestas predominantemente por litologías de tierras altas porque la mayoría de los basaltos de los mares son posteriores a la formación de las cuencas (y en gran medida llenan estas cuencas de impacto).
La suite de anortosita ferrosa consiste casi exclusivamente en la roca anortosita (>90% de plagioclasa cálcica) con gabro anortosítico menos común (70-80% de plagioclasa cálcica, con piroxeno menor). La suite de anortosita ferrosa es el grupo más común en las tierras altas, y se infiere que representa acumulaciones de flotación de plagioclasa del océano de magma lunar, con fases máficas intersticiales formadas a partir de material fundido intersticial atrapado o arrastradas hacia arriba con la estructura de plagioclasa más abundante. La plagioclasa es extremadamente cálcica según los estándares terrestres, con contenidos molares de anortita de 94-96% (An94-96). Esto refleja el agotamiento extremo de la Luna en álcalis (Na, K) así como agua y otros elementos volátiles. En contraste, los minerales máficos en esta suite tienen bajas proporciones Mg/Fe que son inconsistentes con las composiciones de plagioclasa cálcica. Las anortositas ferrosas han sido datadas utilizando el método de isócrona interna en aproximadamente 4,4 Ga.
La serie magnésica (o " serie Mg " ) está formada por dunitas (>90% olivino), troctolitas (olivino-plagioclasa) y gabros (plagioclasa-piroxeno) con proporciones Mg/Fe relativamente altas en los minerales máficos y una gama de composiciones de plagioclasa que aún son generalmente cálcicas (An86–93). Estas rocas representan intrusiones posteriores en la corteza de las tierras altas (anortosita ferrosa) en torno a los 4,3–4,1 Ga. Un aspecto interesante de esta serie es que el análisis del contenido de elementos traza de plagioclasa y piroxeno requiere equilibrio con un magma rico en KREEP , a pesar de los contenidos de elementos principales refractarios.
La serie alcalina recibe este nombre debido a su alto contenido de álcali, para rocas lunares. La serie alcalina consta de anortositas alcalinas con plagioclasa relativamente sódica (An70–85), noritas (plagioclasa-ortopiroxeno) y gabronoritas (plagioclasa-clinopiroxeno-ortopiroxeno) con composiciones de plagioclasa similares y minerales máficos más ricos en hierro que la serie magnésica. El contenido de oligoelementos de estos minerales también indica un magma parental rico en KREEP. La serie alcalina abarca un rango de edad similar al de la serie magnésica.
Los granitos lunares son rocas relativamente raras que incluyen dioritas , monzodioritas y granofiras . Consisten en cuarzo, plagioclasa, ortoclasa o feldespato alcalino, máficos raros (piroxeno) y circón raro. El feldespato alcalino puede tener composiciones inusuales a diferencia de cualquier feldespato terrestre, y a menudo son ricos en Ba. Estas rocas aparentemente se forman por la cristalización fraccionada extrema de magmas de suite magnésica o suite alcalina, aunque la inmiscibilidad líquida también puede desempeñar un papel. La datación U-Pb de circones de estas rocas y de suelos lunares tienen edades de 4,1 a 4,4 Ga, más o menos la misma que la de las rocas de suite magnésica y suite alcalina. En la década de 1960, el investigador de la NASA John A. O'Keefe y otros vincularon los granitos lunares con las tectitas encontradas en la Tierra, aunque muchos investigadores refutaron estas afirmaciones. Según un estudio, una parte de la muestra lunar 12013 tiene una química que se asemeja mucho a las tectitas de javanita encontradas en la Tierra. [ cita requerida ]
Las brechas lunares varían desde rocas fundidas de vitrofíros vítreos, a brechas ricas en vidrio, hasta brechas de regolito. Los vitrofíros son rocas predominantemente vítreas que representan láminas de fusión de impacto que llenan grandes estructuras de impacto. Contienen pocos clastos de la litología objetivo, que se derrite en gran medida por el impacto. Las brechas vítreas se forman a partir de la fusión de impacto que sale del cráter y arrastra grandes volúmenes de eyección triturada (pero no fundida). Puede contener clastos abundantes que reflejan la gama de litologías en la región objetivo, asentados en una matriz de fragmentos minerales más vidrio que lo suelda todo junto. Algunos de los clastos en estas brechas son piezas de brechas más antiguas, documentando una historia repetida de brechificación de impacto, enfriamiento e impacto. Las brechas de regolito se parecen a las brechas vítreas pero tienen poco o nada de vidrio (fusión) para soldarlos entre sí. Como se ha señalado anteriormente, los impactos formadores de cuencas responsables de estas brechas son anteriores a casi todo el vulcanismo de basalto marino, por lo que los clastos de basalto marino son muy raros. Cuando se encuentran, estos clastos representan la fase más temprana del vulcanismo de basalto marino que se conserva.
Basaltos de yegua
Los basaltos de mare reciben ese nombre porque con frecuencia constituyen grandes porciones de los mares lunares . Por lo general, contienen entre un 18 y un 21 por ciento de FeO en peso y entre un 1 y un 13 por ciento de TiO 2 . Son similares a los basaltos terrestres, pero tienen muchas diferencias importantes; por ejemplo, los basaltos de mare muestran una gran anomalía negativa de europio . La ubicación tipo es Mare Crisium, muestreado por Luna 24 .
Los basaltos KREEP (y basaltos VHK (Very High K) en el límite ) tienen un contenido extraordinario de potasio. Estos contienen entre un 13 y un 16 por ciento de Al2O3 , entre un 9 y un 15 por ciento de FeO y están enriquecidos en magnesio y elementos incompatibles (potasio, fósforo y elementos de tierras raras) entre 100 y 150 veces en comparación con los meteoritos de condrita ordinarios. [ 27] Estos se encuentran comúnmente alrededor del Oceanus Procellarum y se identifican en la teledetección por sus altos contenidos de torio (alrededor de 10 ppm). La mayoría de los elementos incompatibles en los basaltos KREEP están incorporados en los granos de los minerales de fosfato apatita y merrillita . [28]
Algunas rocas lunares de las misiones Apolo se exhiben en museos y algunas permiten que los visitantes las toquen. Una de ellas, llamada Touch Rock , se exhibe en el Museo Nacional del Aire y el Espacio Smithsonian en Washington, DC [29]. La idea de tener rocas lunares que se puedan tocar en un museo fue sugerida por el científico de Apolo Farouk El-Baz , quien se inspiró en su peregrinación infantil a La Meca , donde tocó la Piedra Negra (que en el Islam se cree que fue enviada desde los cielos). [30]
Las rocas lunares recogidas durante la exploración lunar se consideran hoy en día inestimables. [29] En 2002, una caja fuerte del Edificio de Muestras Lunares fue robada y contenía muestras diminutas de material lunar y marciano . Las muestras fueron recuperadas y la NASA estimó su valor durante el juicio que siguió en alrededor de un millón de dólares por 10 oz (280 g) de material. [ cita requerida ]
Las rocas lunares transportadas naturalmente en forma de meteoritos lunares se venden y se intercambian entre coleccionistas privados. [ cita requerida ]
Los astronautas del Apolo 17 Eugene Cernan y Harrison Schmitt recogieron una roca "compuesta por muchos fragmentos, de muchos tamaños y muchas formas, probablemente de todas partes de la Luna". Esta roca fue posteriormente etiquetada como muestra 70017. [31] El presidente Nixon ordenó que fragmentos de esa roca se distribuyeran en 1973 a los 50 estados de EE. UU. y a 135 jefes de estado extranjeros. Los fragmentos se presentaron envueltos en una esfera de acrílico, montada sobre una placa de madera que incluía la bandera de los destinatarios que también había ondeado a bordo del Apolo 17. [32] Muchas de las rocas lunares presentadas ahora no se contabilizan, han sido robadas o se han perdido .
Debido a su rareza en la Tierra y la dificultad de obtener más, las rocas lunares han sido blancos frecuentes de robo y vandalismo , y muchas han desaparecido o han sido robadas.
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Fuentes generales
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Paul D. Spudis, La luna pasada y futura , Smithsonian Institution Press, 1996, ISBN 1-56098-634-4 .
Enlaces externos
Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Muestras lunares .
Rocas y suelos de la Luna: Centro Espacial Johnson
Catálogo de herramientas de geología de Apollo Archivado el 28 de septiembre de 2006 en Wayback Machine .
Meteoritos lunares Archivado el 13 de abril de 2011 en Wayback Machine. —Universidad de Washington, Departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias
Muestras lunares Instituto Lunar y Planetario
Artículos sobre rocas lunares en la revista educativa Planetary Science Research Discoveries
¿Dónde se exhiben hoy las muestras lunares del Apolo 11? collectSPACE
¿Dónde se encuentran hoy las rocas lunares de la misión Apolo 17? collectSPACE
Muestras lunares de Kentucky en el catálogo de objetos de la Sociedad Histórica de Kentucky: Apolo 11, Apolo 17
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