El año pasado, los científicos volvieron a analizar los datos sísmicos recogidos por los experimentos de la era Apolo y descubrieron que el manto inferior de la Luna, la parte cercana al límite entre el núcleo y el manto, está parcialmente fundido (por ejemplo, Apollo Data Retooled to Provide Precise Readings on Moon’s Core, Universe Today, 6 de enero de 2011). Sus hallazgos sugieren que los 150 km más bajos del manto contienen entre un 5 y un 30% de líquido fundido. En la Tierra, esto sería suficiente para que se separara del sólido, se elevara y entrara en erupción en la superficie. Sabemos que en la Luna hubo vulcanismo en el pasado. Entonces, ¿por qué este fundido lunar no entra en erupción en la superficie hoy en día? Nuevos estudios experimentales sobre muestras lunares simuladas pueden proporcionar las respuestas.
Se sospecha que los magmas lunares actuales son demasiado densos, en comparación con las rocas que los rodean, para subir a la superficie. Al igual que el aceite en el agua, los magmas menos densos son flotantes y se filtrarán por encima de la roca sólida. Pero, si el magma es demasiado denso, se quedará donde está, o incluso se hundirá.
Motivado por esta posibilidad, un equipo internacional de científicos, dirigido por Mirjam van Kan Parker, de la Universidad VU de Ámsterdam, ha estado estudiando el carácter de los magmas lunares. Sus conclusiones, publicadas recientemente en la revista Nature Geoscience, demuestran que los magmas lunares presentan una serie de densidades que dependen de su composición.
La Sra. van Kan Parker y su equipo exprimieron y calentaron muestras de magma fundido y, a continuación, utilizaron técnicas de absorción de rayos X para determinar la densidad del material a una serie de presiones y temperaturas. En sus estudios utilizaron materiales lunares simulados, ya que las muestras lunares se consideran demasiado valiosas para un análisis tan destructivo. Sus simulantes modelaban la composición de los vidrios volcánicos verdes del Apolo 15 (que tienen un contenido de titanio del 0,23 % en peso) y los vidrios volcánicos negros del Apolo 14 (que tienen un contenido de titanio del 16,4 % en peso).
Muestras de estos simulantes fueron sometidas a presiones de hasta 1,7 GPa (la presión atmosférica, en la superficie de la Tierra, es de 101 kPa, es decir, 20.000 veces menos que la alcanzada en estos experimentos). Sin embargo, las presiones en el interior lunar son aún mayores, superando los 4,5 GPa. Así que se realizaron cálculos por ordenador para extrapolar los resultados experimentales.
El trabajo combinado muestra que, a las temperaturas y presiones típicas del manto lunar inferior, los magmas con bajo contenido en titanio (los vidrios verdes del Apolo 15) tienen densidades menores que el material sólido circundante. Esto significa que son flotantes, deberían subir a la superficie y entrar en erupción. Por otro lado, los magmas con alto contenido en titanio (vidrios negros del Apolo 14) tienen densidades iguales o mayores que el material sólido que los rodea. No se esperaría que éstos se elevaran y entraran en erupción.
Dado que la Luna no tiene actividad volcánica activa, el fundido que se encuentra actualmente en el fondo del manto lunar debe tener una alta densidad. Y, los resultados de la Sra. van Kan Parker sugieren que este fundido debe estar hecho de magmas con alto contenido de titanio, como los que formaron los vidrios negros del Apolo 14.
Este hallazgo es significativo, porque se cree que los magmas con alto contenido en titanio se formaron a partir de rocas madre ricas en titanio. Estas rocas representan los restos que quedaron en la base de la corteza lunar, después de que todos los minerales flotantes de plagioclasa (que componen la corteza) hubieran sido exprimidos hacia arriba en un océano de magma global. Al ser densas, estas rocas ricas en titanio se habrían hundido rápidamente hasta el límite entre el núcleo y el manto en caso de vuelco. Este tipo de vuelco ya se había postulado hace más de 15 años. Ahora, estos nuevos y emocionantes resultados proporcionan apoyo experimental a este modelo.
También se espera que estas rocas densas y ricas en titanio tengan una gran cantidad de elementos radiactivos, que tienden a quedarse atrás cuando otros elementos son absorbidos preferentemente por los cristales minerales. El calor radiogénico resultante de la desintegración de estos elementos podría explicar por qué algunas partes del manto lunar inferior siguen estando lo suficientemente calientes como para estar fundidas. La Sra. van Kan Parker y su equipo especulan, además, que este calor radiogénico también podría contribuir a mantener el núcleo lunar parcialmente fundido incluso en la actualidad
.