La cuenca más grande de la Luna podría ocultar material del manto cerca de la zona de alunizaje de Artemis

Hace más de cuatro mil millones de años, un objeto colosal chocó contra la Luna con tal violencia que excavó una cicatriz más extensa que la India, el séptimo país más grande del mundo por superficie. Esa marca, la Cuenca Aitken del Polo Sur, se extiende por la cara oculta lunar unos 2.000–2.500 kilómetros y sigue siendo la cuenca de impacto confirmada más grande de la superficie selenita.

Durante décadas, los científicos la han estudiado porque podría exponer material de las profundidades lunares, incluyendo fragmentos del manto que normalmente permanecen ocultos bajo la corteza. Sin embargo, un misterio persistía: ¿de qué dirección llegó el impactador y adónde fue a parar todo ese material excavado?

“El impacto que formó la cuenca Aitken del Polo Sur (SPA) fue un evento crítico en la historia de la Luna. A pesar de ser la cuenca más antigua y grande reconocida, detalles cruciales, como el tamaño, la naturaleza, la dirección del impactador y el destino de los eyecciones, siguen siendo inciertos”, señala el nuevo estudio publicado en Science Advances.

Ahora, una investigación reciente sostiene que el impacto antiguo probablemente ocurrió de norte a sur, lo que contradice algunas interpretaciones anteriores y podría alterar el valor científico de las futuras misiones Artemis de la NASA. Si la reconstrucción es correcta, los astronautas cerca del polo sur lunar podrían aterrizar dentro de depósitos que contengan material excavado desde el interior profundo de la Luna durante la colisión colosal.

Eso ofrecería a los científicos una oportunidad excepcional para estudiar muestras del manto lunar sin necesidad de perforar kilómetros en la superficie, algo que los planetólogos han anhelado durante décadas. Pero hay un problema.

Un cráter que se resistía a tener sentido

La cuenca siempre ha parecido contradictoria. Su forma alargada y afilada apunta en una dirección, mientras que ciertas características de la corteza sugerían otra. Estudios previos examinaron varias de estas características por separado, pero el nuevo trabajo intenta reproducir la forma de la cuenca, su asimetría cortical y la dirección del impacto dentro de un único escenario de impacto.

Los científicos también luchaban por explicar depósitos químicos extraños, ricos en torio y hierro, encontrados al suroeste de la cuenca. Para resolver el enigma, los investigadores crearon simulaciones 3D de alta resolución de impactos de asteroides gigantes en un mundo similar a la Luna. Probaron diferentes ángulos de impacto, velocidades, tamaños y estructuras internas del objeto entrante para ver qué combinación reproducía mejor la cuenca real que se observa hoy.

El asteroide que remodeló la Luna

Un detalle clave fue si el impactador estaba diferenciado. En ciencia planetaria, eso significa que el objeto ya se había separado en capas, con un núcleo metálico denso rodeado de material exterior más ligero, similar a cómo la Tierra tiene un núcleo y un manto. El equipo descubrió que esta estructura interna importaba enormemente.

Su escenario más ajustado involucró un objeto diferenciado de aproximadamente 260 kilómetros de ancho que golpeó la Luna de norte a sur en un ángulo poco profundo de unos 30 grados. El asteroide no perforó completamente la corteza lunar. En cambio, su denso núcleo deformó la superficie de una manera que produjo la forma afilada inusual de la cuenca.

Las simulaciones mostraron que la colisión se desarrolló en varias etapas:

• Primero, el objeto entrante expulsó material hacia afuera a una velocidad tremenda, excavando capas profundas de la Luna.
• Luego, la gravedad tomó el control. A medida que el cráter inestable colapsaba hacia adentro, parte de la cuenca se elevó de manera desigual, levantando secciones del interior más que otras.
• Gran parte del material del manto que había sido expulsado finalmente cayó de vuelta a la cuenca misma en lugar de escapar lejos.

Los investigadores también probaron diferentes velocidades de impacto. Cuando el impactador golpeó a 10 kilómetros por segundo, la cuenca resultante se volvió demasiado alargada en comparación con la cuenca Aitken del Polo Sur real. A 16 kilómetros por segundo, el cráter se volvió demasiado circular. El punto óptimo apareció cerca de los 13 kilómetros por segundo.

Esa velocidad conlleva otra pista importante. Según el equipo, el impactador probablemente se originó en la región de Marte del sistema solar primitivo, en lugar de más cerca de la región Venus-Tierra. En otras palabras, el objeto que remodeló la Luna pudo haber sido un bloque de construcción planetario sobrante que deambulaba hacia adentro desde el sistema solar rocoso exterior durante la era caótica de la formación planetaria.

Artemis podría aterrizar sobre escombros lunares profundos

El estudio también abordó una de las preguntas prácticas más importantes para la futura exploración lunar: dónde aterrizó el material del manto excavado. Las simulaciones revelaron un patrón de eyección en forma de mariposa sorprendente. El material del manto se extendió aproximadamente 550 kilómetros más allá del borde de la cuenca en la dirección descendente y unos 650 kilómetros a los lados, mientras que casi nada se depositó en la dirección ascendente.

Ese hallazgo es importante porque las misiones Artemis de la NASA se dirigen a la región del polo sur lunar, cerca del borde de la cuenca. Según modelos anteriores de impacto de sur a norte, la región de aterrizaje planificada probablemente contendría poco o ningún eyección del manto. Sin embargo, “si un impacto de norte a sur produjo SPA, la misión Artemis III podría aterrizar dentro del depósito de eyección que contenía material del manto excavado por el impacto que formó SPA”, señalan los autores del estudio.

El interior oculto de la Luna podría estar pronto al alcance

Si los astronautas eventualmente recuperan material que contenga manto del campo de eyección de SPA, la recompensa científica podría ser enorme. Los investigadores podrían estudiar directamente la química del interior profundo de la Luna, determinar cuándo ocurrió el impacto gigante y comprender mejor cómo evolucionaron los mundos rocosos en el sistema solar primitivo. Las muestras devueltas de estas regiones deberían, por lo tanto, revelar la edad de SPA y la composición del manto lunar.

El trabajo también destaca cómo las cicatrices planetarias preservan registros ocultos de eventos antiguos. Cuencas elípticas gigantes similares existen en Marte e incluso en Plutón, lo que significa que el nuevo enfoque de modelado podría ayudar a los científicos a reinterpretar colisiones en todo el sistema solar. Sin embargo, los autores reconocen que incluso sus simulaciones avanzadas aún no pueden capturar cada detalle a pequeña escala de la deformación cortical o el movimiento de los eyecciones. Los modelos informáticos de impactos de este tamaño siguen siendo computacionalmente difíciles, especialmente al reconstruir eventos que ocurrieron hace miles de millones de años.

Por lo tanto, la próxima fase podría no depender solo de las simulaciones. Si las futuras misiones Artemis devuelven muestras de la región del polo sur, los científicos podrían probar directamente si el eyección rico en manto predicho realmente está allí. El estudio está publicado en la revista Science Advances.