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viernes, septiembre 18, 2020

La Luna se oxida y los científicos intentan descubrir la razón

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En el planeta Tierra es común encontrar metales oxidados. Esto ocurre cuando dichos elementos entran en contacto con el oxígeno de la atmósfera. Por eso, hallar materiales oxidados en ambientes sin aire y, por ende con ausencia de oxígeno, parece imposible.

Esto es precisamente lo que está ocurriendo en la Luna, según un estudio, publicado en la revista Science Advances, en el que se describe la presencia, en varios lugares de la superficie del único satélite natural terrestre, de hematita, una forma de óxido que, requiere de oxígeno y agua para formarse.

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La investigación revisó los datos del orbitador Chandrayaan-1, de la Organización de Investigación Espacial de la India, que descubrió hielo de agua y trazó un mapa de una variedad de minerales mientras estudiaba la superficie de la Luna en 2008.

El autor principal de la investigación, Shuai Li, de la Universidad de Hawai, estudió los datos del instrumento Moon Mineralogy Mapper de Chandrayaan-1, o M3, que fue construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la Nasa.

Li se centró en los datos sobre los polos lunares. Si bien la superficie de la Luna está plagada de rocas ricas en hierro, se sorprendió al encontrar una coincidencia cercana con la firma espectral de la hematita.

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“El misterio comienza con el viento solar, una corriente de partículas cargadas que fluye desde el Sol, bombardeando la Tierra y la Luna con hidrógeno. El hidrógeno dificulta la formación de hematita. Es un reductor, es decir que agrega electrones a los materiales con los que interactúa. Eso es lo contrario de lo que se necesita para producir hematita», asegura el experto.

Y continúa: «para que el hierro se oxide, se requiere un oxidante, que elimina los electrones. Y mientras que la Tierra tiene un campo magnético que la protege de este hidrógeno, la Luna no”, explica la Nasa en un comunicado.

«Es muy desconcertante, pues la Luna es un entorno terrible para que se forme hematita», aseguró Li, quien contactó a las científicas del JPL Abigail Fraeman y Vivian Sun para que le ayudaran a analizar los datos de M3 y confirmar su descubrimiento de la hematita.

“Al principio, no lo creía por completo. No debería existir según las condiciones presentes en la Luna”, dijo Fraeman. «Pero desde que descubrimos agua en la Luna, la gente ha estado especulando que podría haber una mayor variedad de minerales de lo que creemos si esa agua hubiera reaccionado con las rocas», agregó.

Armando el rompecabezas

Después de observar de cerca, Fraeman y Sun se convencieron de que los datos de M3 sí indican la presencia de hematita en los polos lunares.

«Al final, los espectros contenían hematita de manera convincente, y era necesaria una explicación de por qué está en la Luna», dijo Sun.

El artículo científico ofrece un modelo de tres puntos para explicar cómo se podría formar el óxido en un entorno así. Para empezar, aunque la Luna carece de atmósfera, alberga trazas de oxígeno, cuya fuente es el planeta Tierra.

“El campo magnético de la Tierra se arrastra detrás del planeta como una manga de viento. En 2007, el orbitador japonés Kaguya descubrió que el oxígeno de la atmósfera superior de la Tierra puede viajar en esta cola magnética, como se la conoce oficialmente, viajando los 385,000 kilómetros hasta la Luna”, señalan los investigadores.

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Ese descubrimiento encaja con los datos de M3, que encontraron más hematita en el lado cercano de la Luna que da hacia la Tierra, que en el lado lejano. «Esto sugirió que el oxígeno de la Tierra podría estar impulsando la formación de hematita», dijo Li.

La Luna se ha alejado poco a poco de la Tierra durante miles de millones de años, por lo que también es posible que más oxígeno atravesara esta grieta cuando los dos estaban más cerca en el pasado antiguo.

Luego está todo el hidrógeno que es entregado por el viento solar. Como reductor, el hidrógeno debería evitar que se produzca la oxidación. Pero la cola magnética de la Tierra tiene un efecto mediador.

“Además de transportar oxígeno a la Luna desde nuestro planeta, también bloquea más del 99% del viento solar durante ciertos períodos de la órbita de la Luna (específicamente, cuando está en la fase de luna llena).

Eso abre ventanas ocasionales durante el ciclo lunar cuando se puede formar óxido.

La tercera pieza del rompecabezas es el agua. Si bien la mayor parte de la Luna está completamente seca, se puede encontrar hielo de agua en los cráteres lunares sombreados en el lado opuesto de la Luna. Pero la hematita se detectó lejos de ese hielo. En cambio, el artículo se centra en las moléculas de agua que se encuentran en la superficie lunar.

Li propone que las partículas de polvo que se mueven rápidamente y que azotan regularmente la Luna podrían liberar estas moléculas de agua transportadas por la superficie, mezclándolas con hierro en el suelo lunar.

El calor de estos impactos podría aumentar la tasa de oxidación; las propias partículas de polvo también pueden estar transportando moléculas de agua, implantándolas en la superficie para que se mezclen con el hierro.

En los momentos adecuados, es decir, cuando la Luna está protegida del viento solar y hay oxígeno presente, podría producirse una reacción química que induzca la oxidación.

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REDACCIÓN CIENCIA

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