Las muestras de la sonda china Chang'e-5 contenían minerales con pistas sobre el origen de la Luna

En su formación, la Luna recibió multitud de impactos de objetos celestes que al chocar contra su superficie dejaron miles de cráteres. Pero la temperatura y presión de esos choques también alteró los materiales de la superficie, el regolito, que contiene importantes pistas sobre el origen lunar.

Para analizar esos minerales, China envió la nave Chang'e-5, una misión que en 2020 recogió muestras de roca lunar y los trajo a la Tierra; las primeras muestras que se traían a la Tierra desde 1976 (lo hizo una misión de la antigua Unión Soviética).

La sonda Chang'e-5 recogió 1,73 kilos de regolito del Oceanus Procellarum -un cráter del hemisferio norte llamado así por su enorme tamaño-.

Al analizar esas muestras, los investigadores chinos descubrieron un nuevo mineral, la Changesita-(Y), una especie de cristal columnar transparente e incoloro, y una desconcertante combinación de minerales de sílice.

Ahora, un artículo en Matter and Radiation at Extremes, investigadores de la Academia China de Ciencias han analizado las características de esos materiales y los han comparado con otras muestras de regolito lunar y marciano.

Minerales de alta presión

Los asteroides y cometas que impactaron con la Luna a velocidades extremas provocaron unos cambios de temperatura y presión en las rocas lunares con características distintivas, como la formación de distintas formas de sílice como la estishovita y la seifertita, que son químicamente idénticos al cuarzo pero con estructuras cristalinas diferentes.

"Aunque la superficie lunar está cubierta por decenas de miles de cráteres de impacto, los minerales de alta presión son poco comunes en las muestras lunares", explica Wei Du, autor del estudio.

"Una de las posibles explicaciones es que la mayoría de los minerales de alta presión son inestables a altas temperaturas. Por tanto, los formados durante el impacto podrían haber experimentado un proceso retrógrado", sugiere.

Sin embargo, un fragmento de sílice de la muestra CE-5 contiene tanto stishovita como seifertita, minerales que en teoría sólo coexisten a presiones mucho más altas que las que aparentemente experimentó la muestra.

En su análisis, los autores determinaron que la seifertita existe como fase intermedia entre la estishovita y un tercer polimorfo de sílice, la α-cristobalita, también presente en la muestra.

"En otras palabras, la seifertita podría formarse a partir de α-cristobalita durante el proceso de compresión, y parte de la muestra transformarse en stishovita durante el posterior proceso de aumento de temperatura", sugiere Du.

Además, el equipo también estudió el nuevo mineral descubierto en la Luna, la Changesita-(Y), bautizado así en honor a la deidad china vinculada con la Luna, Chang'e, que también dio nombre a las sondas del programa de exploración lunar del gigante asiático.

Los investigadores chinos calcularon la presión máxima (de entre 11-40 GPa) y la duración del impacto (de entre 0,1 y 1 segundos) de la colisión que dieron forma a la muestra. Después combinaron esa información con modelos de ondas de choque, y estimaron que el cráter resultante tenía entre 3 y 32 kilómetros de ancho, según el ángulo del impacto.

Además, las observaciones remotas muestran que las muestras de regolito del CE-5 proceden principalmente de cuatro cráteres de impacto, y que el cráter Aristarchus es el más joven de los cuatro cráteres.

Dado que la seifertita y la estishovita se alteran fácilmente por metamorfismo térmico, dedujeron que el fragmento de sílice probablemente se originó en la colisión que formó el cráter Aristarchus.

El estudio demuestra cómo misiones como Chang'e-5 permiten, con la ayuda de las nuevas tecnologías, descifrar la historia de los cuerpos celestes.