El doloroso parto de la Luna

La Luna se origin¨® como consecuencia de un terrible choque de titanes. La Tierra, por un lado, y un mal llamado asteroide de tama?o similar a Marte, por otro, un protoplaneta, colisionaron hace 4.500 millones de a?os. El gigantesco impacto desgaj¨® una parte de la Tierra que, con el tiempo, acabar¨ªa transform¨¢ndose en nuestro sat¨¦lite. As¨ª lo aseguran Robin Canup y Eric Asphaug, dos investigadores norteamericanos que han logrado perfeccionar hasta el l¨ªmite un complejo programa de simulaci¨®n de choques. Los resultados de su investigaci¨®n, que echa por tierra las anteriores teor¨ªas, se publica en el ¨²ltimo n¨²mero de Nature.

La idea de que la Luna se origin¨® como consecuencia de un fuerte impacto entre la Tierra y un cuerpo celeste no es nueva. Desde hace por lo menos 30 a?os se consideraba que la Luna no era m¨¢s que una parte de la Tierra y que su origen pudo haber sido algo as¨ª como un accidente c¨®smico.

Desde hace por lo menos 30 a?os, se consideraba que la Luna no en m¨¢s que una parte de la Tierra

Pero poco se sab¨ªa entonces de los protagonistas del accidente, y mucho menos de la f¨ªsica del impacto. Hasta hace poco m¨¢s de una d¨¦cada, cuando se formul¨® por vez primera la tesis de que el otro cuerpo ten¨ªa que ser por lo menos un protoplaneta de tama?o similar a la Tierra, los cient¨ªficos especularon con toda suerte de asteroides de medidas diversas. La realidad, no obstante, es que nadie sab¨ªa qu¨¦ choc¨® con la Tierra ni de qu¨¦ manera lo hizo.

El trabajo de Kanup y Asphaug, del Instituto de Investigaciones de Boulder (Colorado) y de la Universidad de California en Santa Cruz, respectivamente, reafirma la teor¨ªa del accidente c¨®smico y aporta luz acerca del tama?o, composici¨®n y movimientos de sus dos protagonistas. Del mismo modo, aclara el origen real de nuestro sat¨¦lite: no s¨®lo es una parte de la Tierra, sino que incorpora en su composici¨®n materiales del segundo cuerpo celeste.Gracias al uso de avanzadas t¨¦cnicas de simulaci¨®n, para las que se han definido nuevos algoritmos y ecuaciones que en conjunto incorporan hasta 20.000 variables, los dos cient¨ªficos han llegado a la conclusi¨®n de que el impacto tuvo que producirse forzosamente hace unos 4.500 millones de a?os, cuando la Tierra estaba ya pr¨¢cticamente formada, y no cuando se encontraba en plena formaci¨®n, como suger¨ªan otras teor¨ªas. Asimismo, el tama?o del protoplaneta que colision¨® con la Tierra tuvo que ser similar a Marte en masa. En caso contrario, afirman ambos investigadores en Nature, dif¨ªcilmente se habr¨ªa formado un sat¨¦lite de las caracter¨ªsticas de la Luna.

El programa inform¨¢tico empleado por los dos cient¨ªficos norteamericanos supone la primera aproximaci¨®n 'suficientemente' real del choque. Seg¨²n describe tambi¨¦n en Nature el astrof¨ªsico Jay Melosh, uno de los primeros investigadores que teoriz¨® sobre las probabilidades de un impacto con un protoplaneta de grandes dimensiones, el sistema es capaz de reproducir virtualmente pr¨¢cticamente todos los elementos presentes en el choque.

La simulaci¨®n, la primera de este tipo configurada en tres dimensiones, calcula con precisi¨®n la posici¨®n orbital de ambos planetas tanto en los instantes previos al choque como despu¨¦s del mismo. De la misma manera, incorpora los efectos termodin¨¢micos de la colisi¨®n y, lo que supone una aut¨¦ntica novedad, a?ade las fuerzas gravitacionales que interactuaron no s¨®lo entre los dos cuerpos, sino tambi¨¦n sobre una alta proporci¨®n de los materiales que presumiblemente formaban la Tierra y el protoplaneta por aquel entonces. Gracias a ello se obtiene tambi¨¦n una explicaci¨®n sobre el escaso contenido de hierro en la Luna, que los cient¨ªficos atribuyen a los mismos efectos de la colisi¨®n.

La credibilidad del modelo inform¨¢tico, seg¨²n Melosh, parece probada. Entre otras razones, se?ala, porque las simulaciones previas no incorporaban semejante n¨²mero de variables y porque las ecuaciones empleadas obviaban, por razones fundamentalmente t¨¦cnicas, parte de las condiciones f¨ªsicas que se dan en choques de esta magnitud.

La simulaci¨®n m¨¢s s¨®lida desarrollada con anterioridad tomaba un m¨¢ximo de 3.000 variables extra¨ªdas de 'cincuenta a?os de laborioso trabajo' llevado a cabo por f¨ªsicos de Estados Unidos, Rusia y Europa, recuerda Melosh en su comentario. Con estas f¨®rmulas matem¨¢ticas, basadas en el comportamiento de los materiales tras choques y explosiones de grandes dimensiones, se construy¨® un modelo capaz de explicar algunos de los fen¨®menos del impacto, aunque no todos. 'El modelo era demasiado simple', resume el experto.

El modelo de Kanup y Asphaug es capaz de explicar 'mucho m¨¢s'. Por ejemplo, el tipo de ondas que se formaron tras la colisi¨®n y c¨®mo ¨¦stas interact¨²an con las respectivas fuerzas gravitatorias; c¨®mo se comportaron los gases y l¨ªquidos tras el impacto; c¨®mo la Tierra y la Luna, una vez formada, continuaron creciendo gracias a la adici¨®n de materiales que impactaron en sus respectivas masas procedentes del sistema solar, o por qu¨¦ la Luna est¨¢ en la posici¨®n que est¨¢ y qu¨¦ tipo de influencia ejerce sobre nuestro planeta. En definitiva, razona el experto, describen un modelo que puede incorporarse a los libros de texto, esta vez de forma definitiva. O casi.