SUPERFICIE LLENA DE MARCAS DE IMPACTO. La Luna mantiene casi todos los cráteres que ha adquirido en 4.500 millones de años de impactos. Este mapa lunar está rodeado de las imágenes de 111 cráteres de más de 10 kilómetros y más de mil millones de años. Crédito: Dr. A. Parker/SwRI.
La mayoría de los científicos creen que la velocidad a la que los meteoritos han bombardeado la Luna y la Tierra se ha mantenido constante durante los últimos dos o tres mil millones de años. Comprender la edad de los cráteres en la Luna puede ayudarnos a comprender mejor la edad de nuestro propio planeta porque la Tierra habría recibido un número similar de impactos.
Se ha asumido que la rareza de los cráteres jóvenes en la Tierra (los creados hace 300-600 millones de años) se atribuye al sesgo de preservación: los cráteres se han borrado a lo largo de los años por la erosión y el movimiento de las placas de la Tierra. Sin embargo, desde entonces, al utilizar un nuevo método para datar cráteres en la Luna, mis colegas y yo hemos determinado que la escasez de cráteres entre 300 y 600 millones de años se debe a una tasa de bombardeo más baja. De hecho, la tasa de bombardeo ha aumentado en un factor de dos a tres en los últimos 300 millones de años.
Para probar esta idea, comparamos el registro de cráteres de la Tierra con el de la Luna en un artículo publicado en la revista Science . Sugerimos que la escasez de cráteres terrestres que tienen 300-650 millones de años se debe simplemente a una menor tasa de bombardeo durante ese período, y no debido al sesgo de conservación.
Uso de los datos de abundancia de rocas del Orbitador de Reconocimiento Lunar para determinar las edades de los cráteres lunares. Crédito: Dr. Rebecca Ghent, Universidad de Toronto y Dr. Thomas Gernon, Universidad de Southampton.
Datando Cráteres
La superficie de la Luna sirve como una cápsula del tiempo, ayudándonos a desentrañar la historia de la Tierra. Hay decenas de miles de cráteres en la Luna y la única manera de ver si la tasa de bombardeo ha cambiado es tener una edad para cada cráter.
Tradicionalmente, la datación de cráteres se realiza registrando el número y el tamaño de los cráteres superpuestos en la eyección, el material desplazado por impacto, de cada cráter. Sin embargo, estos métodos requieren mucho tiempo y están limitados por la calidad y disponibilidad de la imagen.
En nuestro trabajo, usamos un nuevo método para determinar las edades de los cráteres lunares, empleando datos de temperatura del instrumento Diviner del Orbitador de Reconocimiento Lunar . Este método innovador utiliza el carácter rocoso de la expulsión de material de los grandes cráteres como un medio alternativo para estimar las edades de los cráteres copernicanos (aquellos menores de mil millones de años).
Este método funciona bajo el supuesto de que las grandes rocas lunares tienen una alta inercia térmica y se mantienen calientes durante la noche, mientras que las partículas de arena fina, llamadas regolito , pierden calor rápidamente.
Borde sur del cráter Copérnico en la Luna. NASA / GSFC / Universidad Estatal de Arizona.
Una analogía simple para el concepto de inercia térmica es el de las rocas y arena en la playa. Durante el día tanto las rocas grandes como la arena están calientes. Sin embargo, tan pronto como el Sol se pone, la arena se enfría. Las rocas grandes que tienen una inercia térmica más alta, sin embargo, se mantienen calientes durante más tiempo.
Terreno estable y erosión de cráteres.
El análisis muestra que los cráteres jóvenes con numerosos fragmentos con tamaño de metros son fáciles de distinguir de los cráteres más viejos con fragmentos erosionados. A medida que pasa el tiempo, estas grandes rocas se descomponen por la acción de futuros pequeños impactadores. Finalmente, en el transcurso de aproximadamente mil millones de años, todas las rocas se convierten en regolitos lunares (una capa fina de polvo que cubre la superficie de la Luna), lo que proporciona una relación inversa entre la abundancia de rocas (la cantidad de rocas de las eyecciones de un cráter) y la edad del cráter. A medida que los cráteres envejecen, se vuelven menos rocosos.
Usando los valores medidos de abundancia de roca, calculamos las edades para 111 cráteres rocosos lunares de más de 10 kilómetros de diámetro que se formaron entre 80 ° N y 80 ° S en los últimos mil millones de años. Usando las edades de estos cráteres jóvenes, determinamos que la tasa de producción de grandes cráteres lunares (más de 10 kilómetros de diámetro) aumentó en un factor de dos a tres en los últimos 300 millones de años. Por lo tanto, la población de objetos cercanos a la Tierra ha aumentado en los últimos mil millones de años.
Las distribuciones de tamaño y edad de los cráteres lunares y terrestres de más de 20 kilómetros en los últimos 650 millones de años tienen formas similares. Esto implica que la gran eliminación de cráteres debe de estar limitada en terrenos terrestres estables. También implica que el déficit observado de grandes cráteres terrestres entre 290-650 millones de años no es un sesgo de preservación, sino un reflejo de una tasa de impacto claramente menor. Si hubiéramos observado una erosión más dominante, la distribución por edades de los cráteres terrestres estaría fuertemente sesgada hacia edades más jóvenes.
Utilizando datos del reciente estudio sobre cráteres lunares, SYSTEM Sounds creó este video y la banda sonora que lo acompaña.
Un apoyo a la erosión limitada en terrenos de cráteres también proviene de los registros de las tuberías de kimberlita en la Tierra. Los tubos de kimberlita son tubos con forma de zanahoria que se extienden un par de kilómetros por debajo de la superficie y se encuentran a menudo en las mismas regiones estables donde encontraríamos cráteres de impacto preservados. Estas tuberías subterráneas se han extraído en gran medida en busca de diamantes, proporcionando a los científicos información abundante sobre su ubicación y estado de erosión.
Los registros muestran que las tuberías de kimberlita no han experimentado mucha erosión desde que se formaron hace unos 650 millones de años. Por lo tanto, los grandes cráteres de impacto jóvenes que se encuentran en los mismos terrenos estables también deben estar intactos, proporcionándonos un registro completo.
Ruptura de asteroides?
La causa de este aumento en la tasa de bombardeo es aún desconocida. Sin embargo, una hipótesis es que una ruptura de la familia de asteroides provocó que una gran cantidad de escombros saliera del Cinturón de Asteroides y se dirigiera hacia nuestra región del Sistema Solar. La pérdida de la mayoría de los cráteres de edades mayores a 650 millones de años podría deberse a la erosión de la Tierra que tuvo lugar en el período conocido como Tierra en Bola de Nieve , cuando la mayor parte de la superficie de la Tierra se congeló hace unos 650 millones de años.
Prevemos que los cráteres de tipo de evento de nivel de extinción raros como Chicxulub , que pueden haber llevado a la extinción de los dinosaurios, fueron un subproducto de la alta tasa actual de bombardeo. Estos nuevos hallazgos podrían tener implicaciones para la evolución de la vida del Fanerozoico (ver también aquí) , nuestra era geológica actual, y la historia de la vida, incluidos los eventos de extinción y la evolución de nuevas especies.
Fuente: The Conversation.
Artículo original: “What the Moon’s craters reveal about Earth’s History” Dr. Sarah Mazrouei. Sessional Lecturer and Planetary Scientist, University of Toronto. January 18, 2019.
Publicación de la investigación:
“Earth and Moon impact flux increased at the end of the Paleozoic“. Sara Mazrouei, Rebecca R. Ghent, William F. Bottke, Alex H. Parker, Thomas M. Gernon. Science, 18 Jan 2019: Vol. 363, Issue 6424, pp. 253-257.
DOI: 10.1126/science.aar4058
Material relacionado
Un artículo que presenta una visión general del tema, de los impactos en la Tierra a partir del estudio de impactos en la Luna, que también engloba al estudio presentado en nuestro artículo es:
- NASA’s Moon data sheds light on Earth’s asteroid impact history. Astrobiology Magazine/NASA. January 20, 2019.
Un material introductorio sobre los cráteres lunares se encuentra en la Página de “Public Engagement” del “Lunar and Planetary Institute” que además contiene una variedad de recursos sobre el Sistema Solar:
- Shaping the Planets: Impact Cratering. LPI/USRA.
La página de PASSC, referida más abajo en el artículo (ver sección “Sobre los cráteres de impacto en la Tierra”) también contiene una introducción a los cráteres de impacto.
Una aplicación didática que ilustra el efecto de un impacto sobre un cuerpo del Sistema Solar, de acuerdo al tamaño y velocidad del impactor se encuentra en:
- Solar System Collisions. Dr. Douglas P. Hamilton.
Un artículo en profundidad sobre los cráteres en el Sistema Solar como medio de estudio de la historia de éste, escrito por uno de los investigadores más prolíficos en el tema:
- Scientific American/Cratering in the Solar System. William K Hartman (Disponible en la biblioteca electrónica Timbó).
Un conjunto de recursos completo sobre la Luna para el estudiante terciario se encuentra en :
- Lunar Science and Exploration. LPI/USRA.
El proceso de craterización es uno de los más importantes transformadores de las superficies planetarias y de objetos en el Sistema Solar y está directamente relacionado con la población de impactores:
- Perimeter-Institute for Theoretical Physics/Impact cratering and the evolution of Planetary Surfaces.
- Lunar and Planetary Laboratory-Arizona/The Inner Solar System Cratering Record and the Evolution of Impactor Population(Nivel Avanzado).
Sobre los cráteres de impacto en la Tierra:
EL siguiente artículo describe las consecuencias de los impactos en la Tierra: la liberación de energía, la formación del cráter, Tsunamis, los efectos sobre la atmósfera y la vida, asi como los esfuerzos de detección de objetos que puedan ser una amenaza para el planeta:
- Effects of an asteroid impact on Earth. Nick Strobel, Astronomy Notes.
El mapa interactivo con los cráteres terrestres, que aparece en el artículo anterior, está vinculado con PASSC (Planetary and Space Science Centre) de Canadá que tiene la Base de Datos de Impactos de la Tierra:
- Earth Impact Database. PASSC. Esta página contiene también una descripción general sobre cráteres de impacto, su morfología, identificación, etc. además de referencias.
Sobre la observación de la Luna, buscando nuevos impactos:
Es dificil conocer el ritmo de impactos en la Tierra, pero una forma indirecta es asumir que es muy similar al ritmo de impactos en la Luna. Un artículo que trata el tema conteniendo recursos en el apartado “Material relacionado” es:
- Un impacto de Meteorito durante el eclipse de Luna. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 24 de Enero, 2019.
Curiosidades:
¿Cuál es el cráter de impacto más grande del Sistema Solar?
El Planeta Marte presenta una dicotomía entre sus Hemisferios Norte y Sur: las tierras del Hemisferio Norte son significativamente más bajas en elevación que las del Hemisferio Sur. Dos teorías compiten en la explicación del hecho: una que afirma que es el resultado de procesos en el interior del planeta y la otra indica que es un cráter de impacto resultado de una enorme colisión.
Hay una cantidad de evidencia en favor de que la Cuenca Boreal Norte de Marte es un gigantesco crater de impacto.
El siguiente artículo sobre el probable orígen de las dos lunas de Marte, Deimos y Fobos, trata el tema, conteniendo además una cantidad de recursos sobre el mismo en el apartado “Material relacionado” en el título, “Sobre la Dicotomía Hemisférica de Marte”:
- Un Gran Impacto: resolviendo el misterio de cómo se formaron las lunas de Marte. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 15 de Julio, 2016.
