Una catástrofe afortunada

Para ayudar a mi nene en un trabajo para la escuela, estuve leyendo sobre la formación de la Luna. Fascinante.

 

(PD)

Parece ser que la Luna se formó hace 4500 millones de años, poco después de formado el sistema solar, por una colisión gigantesca: la Tierra chocó con un objeto del tamaño de Marte, es decir aproximadamente la mitad del radio terrestre y el 10% de su masa.

A ese planeta temprano se lo denomina Theia, que en la mitología griega era la madre de la diosa de la luna, Selene. Theia orbitaba en torno al Sol en la misma órbita que la Tierra, pero separada un cierto ángulo, cerca de uno de los puntos de Lagrange conocidos como L4 o L5.

(CC BY-SA 3.0, by Besnier.m)

Los puntos de Lagrange son puntos estables del sistema Tierra-Sol, donde se acumula la basura que no cae en ninguno de esos cuerpos celestes. Theia se formó en uno de esos puntos, a partir de las rocas y el polvo que no cayeron hacia la Tierra durante su génesis, y sobrevivió allí.

Eventualmente, un pasaje cerca de Venus desestabilizó a Theia, que se acercó a la Tierra y la impactó catastróficamente. El impacto arrancó un pedazo de la Tierra y calentó horriblemente el planeta, vaporizando y/o fundiendo buena parte de la corteza. El pedazo arrancado orbitó muy cerca de la tierra y empezó a acumular parte del material desprendido, transformándose en la Luna.

 

(PD)

Lo interesante es todo lo que se puede saber de esta colisión ocurrida hace 4500 millones de años, usando evidencia geológica y selenológica.

• El eje de rotación de la Tierra y el de la órbita lunar son muy similares, eso es prueba del origen común de ambos cuerpos en un impacto.
• Sabemos el ángulo del impacto, porque s deduce deexplica la inclinación de estos ejes respecto de la órbita terrestre, que incidentalmente es la causa de las estaciones.
• Sabemos el radio aproximado de Theia, porque así se explica la cantidad de rotación (momento angular) del sistema Tierra-Luna.
• Sabemos que la colisión no vaporizó el completamente nuestro planeta, porque los elementos pesados (hierro, níquel) quedaron en la Tierra, habiendo muy poca cantidad de elloso en la Luna.
• Para que la colisión no haya vaporizado completamente el planeta, la velocidad del impacto tiene que haber sido relativamente baja, menos de 5km/s. Eso implica que Theia tenía una órbita muy similar a la de la Tierra. Tal órbita sólo es posible si estaba cerca de un punto de Lagrange.
• Sin embargo, sabemos también que el impacto vaporizó una parte de la corteza terrestre, porque en la Luna casi no hay elementos volátiles.
• Un detalle interesantísimo es que parte del material vaporizado (principalmente silicio) formó una atmósfera caliente común a ambos cuerpos. Las cortezas terrestre y lunar capturaron de esa antigua atmósfera, resultando en una composición similar (relaciones isotópicas).

Inicialmente la Luna estaba mucho más cerca de la Tierra. La cara cercana sentía la gravedad terrestre con mucha más fuerza que la lejana. Esas fuerzas de marea provocaron que la cara más pesada de la Luna quedara trabada mirando siempre hacia la Tierra.

A medida que la Luna se enfriaba, las mencionadas fuerzas de marea provocaban fracturas en su superficie, haciendo aflorar la lava. Estas grietas eran más frecuentes en la cara cercana, en la que sque sentía más fuertemente la atracción de la Tierra. Por eso esa cara está cubierta de maria: las manchas grises de la Luna, que llamamos "mares", son en realidad afloramientos de lava, ya fría, provocados por ese proceso.

 

(CC BY-SA 3.0, by Peter Freiman)

Las fuerzas de marea deforman ambos cuerpos, los amasan. En ese proceso, disipan energía, transformándola en calor. Eso frena a la Luna. Y a medida que se frena, la Luna se aleja de la Tierra (porque se cumple la tercera ley de Kepler). Eventualmente en el futuro, escapará. Selene, la hija de Theia, ganará de este modo la libertad que nunca tuvo desde su trágico nacimiento.

 

(PD)

Como especie, somos afortunados de tener a la Luna tan cerca nuestro. La Luna fue causa de muchos hechos cruciales de nuestra existencia

• La gravedad de la Luna provoca las mareas. En el pasado lejano, las mareas dejaban algas sobre las playas. Estas algas eventualmente evolucionaron para colonizar los continentes, transformándose en las plantas terrestres.  (CC BY-SA 3.0, by mabelcalabuig)
• De manera similar, las mareas dejaban atrópodos en las playas, animalitos similares a camarones y cangrejos. Estos evolucionaron para transformarse en los insectos terrestres.
  (PD)
• Finalmente, en tiempos mas recientes las mareas dejaron peces en las playas. Estos peces desarrollaron patas y la capacidad de respirar aire... y aquí estamos nosotros, el resultado de la evolución de los vertebrados terrestres.
  (CC BY-SA 3.0, by Gianluca Polgar)
• Nuestros antepasados prehistóricos eran serres curiosos. Al mirar al cielo comenzaron a preguntarse que era ese disco brillante que iluminaba la noche, y por qué tenía fases y eclipses. E intentado responder a esa pregunta, inventaron lo que hoy llamamos ciencia.
  (CC BY-SA 3.0, from Wikimedia)
• El avance científico nos llevará, eventualmente, a colonizar el sistema solar. Para hacerlo, casi sin dudas empezaremos por la Luna. Por su cercanía y su baja gravedad, la Luna es ideal como puerto, para recibir y enviar naves, con suministros y colonos, hacia otros planetas.
  (PD)

Así, los seres humanos existimos, evolucionamos, y con suerte sobreviviremos, gracias a la existencia de la Luna.

La apoteótica destrucción de Theia fue una catástrofe afortunada.

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Post scriptum: disneylandias

Esta es una excelente noticia. Realmente hay disneylandias en la Luna, es decir enormes cavernas subterraneas habitables.

La Luna es un accidente afortunado. Un cuerpo celeste cercano a la Tierra, con abundante luz y gravedad lo bastante alta para poder habitarlo cómodamente, y a la vez lo bastante baja como para poder orbitar sin usar cohetes, con catapultas electromagnéticas. Es un puerto natural. Una Luna poblada sería nuestra base de partida para el resto del sistema solar. Algo muy difícil de hacer directamente desde la Tierra.

Pero es un accidente natural, no una bendición de Dios. Poblarla no es nada fácil, más que nada por su ausencia de campo magnético. Salvo cuando vemos una brújula, el resto del tiempo no pensamos en el campo magnético terrestre. Pero es un elemento fundamental que garantiza que estemos vivos.

El campo magnético desvía el viento solar hacia los polos, causando las auroras boreales, y evitando que esa radiación nos alcance. Sin campo magnético, la radiación del viento solar llegaría al suelo y sería letal. El embate del viento solar es tan fuerte que incluso en Marte, donde es mucho más débil, arrastró al espacio buena parte de la atmósfera. Ignoro si hubiéramos podido evolucionar sin el escudo que el campo magnético nos proporciona.

 

(PD)

La luna no tiene campo magnético. El viento solar llega al suelo. Podríamos tolerarlo durante unos días. Incluso durante una vida. Pero no por generaciones. Por eso los asentamientos humanos en la Luna deberán ser subterráneos (al menos hasta disponer de imanes superconductores gigantescos que puedan generar un campo artificial).

Siempre se sospechó que la Luna tenía cavernas subterráneas del tamaño de ciudades. El autor de ciencia ficción John Varley las llama disneylandias en sus historias de Los ocho mundos (que recomiendo, lean por ejemplo las excelentes novelas El globo de oro o Playa de acero o los cuentos de Blue Champagne). Esta noticia es la confirmación de que en efecto existen, y que no tendremos que excavar la roca para construir refugios. Es excelente.

 

(PD)

Una vez mas, la espectacular muerte de Theia se empeña en ser una catástrofe afortunada.