Se ha explicado el origen de las rocas lunares más misteriosas

Muchos depósitos lunares tienen curiosamente un alto contenido de titanio, siendo TiO₂ representando hasta el 18 por ciento de algunas muestras en peso. Por más interesante que pueda ser para los futuros mineros, este hecho también ha intrigado a los científicos planetarios, quienes durante más de cincuenta años han sido incapaces de explicar cómo se pudieron formar estas rocas, y mucho menos llegar a la superficie lunar. Ahora el enigma aparentemente ha sido resuelto.

Cuando los astronautas del Apolo regresaron de la Luna con 380 kilogramos (840 libras) de rocas, algunas de sus muestras resultaban familiares para los geólogos. Otros no lo fueron, pero sólo porque requirieron condiciones sobrenaturales, como la ausencia de agua o aire, para ser producidos. Sin embargo, algunas sustancias lunares desafiaban las explicaciones obvias. Los basaltos volcánicos que forman los “mares” lunares, por ejemplo, resultaron tener una composición mucho más diversa que sus equivalentes terrestres, destacando una diferencia cien veces mayor en las concentraciones de titanio.

El basalto con alto contenido de titanio sigue siendo un misterio desde entonces. El mapeo desde órbita que reveló que estas rocas estaban bastante extendidas profundizó el misterio.

Ahora, un equipo codirigido por el profesor Tim Elliott de la Universidad de Bristol ha estado a punto de recrear el misterioso basalto en el laboratorio, proporcionando en el proceso una explicación de cómo podrían haberse formado en la Luna.

«El origen de las rocas volcánicas lunares es una historia fascinante que involucra una 'avalancha' de una pila de cristales inestable a escala planetaria creada por el enfriamiento de un océano de magma primordial», dijo Elliott en un comunicado. “Para limitar esta historia épica es fundamental la presencia de un tipo de magma exclusivo de la Luna, pero explicar cómo esos magmas pudieron haber llegado a la superficie para ser muestreados por misiones espaciales ha sido un problema problemático. Es fantástico haber resuelto este dilema”.

El problema no era sólo que el basalto tuviera un alto contenido de titanio, sino también su baja densidad en comparación con las rocas más similares de la Tierra. Esta ligereza contribuyó a erupciones generalizadas hace 3.500 millones de años, antes de que la Luna dejara de ser volcánicamente activa, pero los geólogos tuvieron problemas para explicar cómo surgió esta composición y por qué sólo en la Luna.

Algunos geólogos sugirieron que los basaltos ricos en titanio procedían de materiales del manto lunar conocidos como acumulados que contienen ilmenita. Sin embargo, los acumulados parcialmente derretidos en el laboratorio no coinciden con los basaltos en cuestión. Además, el producto es tan denso que se considera improbable que haya llegado a la superficie.

Elliott y sus colegas han demostrado ahora que cuando los acumulados que contienen ilmenita reaccionan con el mineral común olivino y ortopiroxeno, el producto fundido coincide con los basaltos ricos en titanio que la gente ha estado luchando por explicar. El partido se extiende a su baja densidad, lo que hace que las erupciones generalizadas tengan sentido.

“Aunque este modelo no replica completamente la interacción sólido-fundido lunar, sugerimos que los magmas ricos en titanio que hicieron erupción en la superficie de la Luna pueden derivarse de la fusión parcial de los acumulados que contienen ilmenita, pero los fundidos sufren una modificación extensa de sus propiedades elementales e isotópicas. composición a través del flujo reactivo en el manto lunar”, escriben Elliott y sus coautores. «Por lo tanto, el flujo reactivo puede ser el proceso crítico que disminuye la densidad de la masa fundida y permite que las masas fundidas con alto contenido de Ti entren en erupción en la superficie lunar».

El trabajo se publica en la revista Nature Geoscience.