«El gran golpe» es una de las nuevas teorías que intentan explicar la aparición de nuestro satélite.
Es una hipótesis un tanto extraña y cataclísmica, pero que está cobrando gran fuerza.
Todo comenzó hace algo más de 4.500 millones de años".
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Fue
una era tumultuosa. Gigantescos esferoides, a veces como rocas y otras
mucho más grandes que un meteorito, llamados planetesimales, iban por
todo el Sistema Solar estrellándose y rebotando demoledoramente entre
sí y contra los planetas. Uno ,de esos cuerpos errantes, casi tan grande
como Marte, se disparó desde los confines del Sistema Solar y vino rectamente
hacia la joven Tierra.
Con apenas un centenar de millones de años, nuestro planeta, aún sin vida, continuaba mostrando tonos incandescentes bajo una capa de gases venenosos, como dióxido de carbono, metano y vapores sulfurosos. Con el brutal impacto, el planetesimal penetró la corteza y alcanzó las profundidades, haciendo en su trayectoria que la roca derretida se vaporizara. Una enorme nube de gases ardientes, polvo y fragmentos rocosos se desplegó en el espacio rápidamente y acabó formando un disco en torno a la Tierra.
Se repitió entonces, en pequeña escala, el mismo proceso que determinó, millones de años antes, la formación de los planetas a partir de la nebulosa original: en tanto que iba enfriándose la caótica nube, las partículas fueron adhiriéndose unas a otras hasta formar cada vez mayores terrones. Esos terrones se convirtieron en rocas, y las rocas en peñascos. Así, después de mil años, los restos del impacto se habían amalgamado hasta formar por sí mismos un nuevo cuerpo celeste: la Luna.
Tal escena cataclísmica tuvo su colosal representación hace 4.600 millones de años, pero bien pudo haber sido escrita por ese falso profeta de la catástrofe cósmica, el desaparecido lmmanuel Velikovsky, autor de Mundos en colisión.Porque, de hecho, parece que ésta no sólo es la última, sino la mejor respuesta a una.de las cuestiones fundamentales de la Astronomía: ¿Cómo se formó la Luna? Es que, aunque sus miradas alcanzan puntos muy distantes del Universo y pueden examinar raras estrellas, galaxias y remotos quasares, los astrónomos están aún por. averiguar cómo fue que la Tierra adquirió su Luna, sin duda un satélite excepcional entre las más de tres docenas de lunas conocidas que giran en torno a planetas del Sistema Solar.
Nuestra Luna es una de las más grandes en relación con su correspondiente planeta, ya que alcanza un cuarto del diámetro de la Tierra y 1/81 de su masa. Por contraste, los dos endebles satélites de Marte, Phobos y Deimos, tienen cada uno apenas el tamaño de la isla de Manhattan. La Luna ejerce una marcada influencia sobre la Tierra. Su gravedad atrae a los océanos, dando lugar a las mareas (y de paso a las marismas costeras que permitieron evolucionar hasta salir del mar a los primitivos batracios). La luz que refleja la Luna estimula el crecimiento de las plantas y marca el ritmo de los ciclos de reproducción de muchas especies animales. Su presencia luminiscente se halla entretejida inseparablemente con el lenguaje y la imaginación de los humanos. Para los antiguos griegos, Selene, diosa que personificaba a la Luna, no sólo era dadora de vida, sino también destructora de ella, y su mansión era escala obligada en el camino de los muertos hacia las estrellas.
Pero,
como contrapartida a tantas ideas poéticas inspiradas por ese astro color
de plata, los científicos se han sentido siempre muy intrigados por él.
Concibieron la esperanza de que los alunizajes del Apollo permitirían
resolver la incógnita de su origen. Pero, en vez de ello, sólo se consiguió
que los 380 kilos de roca y polvo -trasladados a la Tierra a costo muy
considerable- vinieran a aumentar el desconcierto, porque este material
lunar resultó, con mucho, de la misma naturaleza que las rocas terrestres,
aunque con algunas significativas diferencias. Así, pues, los científicos
se vieron obligados a reconsiderar todas las anteriores teorías, tanto
las que sostenían. que la Luna se había formado en las proximidades de
la Tierra, como las que afirmaban que se originó independientemente, quizás
en una región distinta del Sistema Solar.
El primero en esbozar la nueva teoría del impacto -conocida también como
la Teoda del Gran Golpefue el geoquímico William Hartmann, adscrito
al Planetary Science Institute, de Tucson, en Estados Unidos, un científico
que dedica parte de su tiempo a pintar paisajes espaciales. En 1976, un
año después de que Hartmann y su colega Donald Davis (también pintor)
desvelaran sus especulaciones, Alistair Cameron, de la Universidad dr
riarvard, y William Ward, del Jet Propulsion Laboratory del Caltech -ambos
astrofísicos- expusieron una versión más elaborada de la Teoria del
Gran Golpe. No obstante, la teoría seguía en la oscuridad y apenas
era considerada un intento más por explicar el origen de la Luna, si bien
un tanto extravagante. O como dijera Stephen Brush, astrónomo adscrito
a la Universidad de Maryland: «Se trata de una teoría tan extraña y cataclísmica
que, de haber sido propuesta hace veinte años, habría provocado carcajadas».
TEORÍA DE EL GRAN GOLPE
Según esta versión del origen de nuestro satélite, un gigantesco planetesimal, se estrelló contra la Tierra, derritiéndose las capas superiores de ambos cuerpos y poniendo en órbita, en torno a nuestro planeta un aro de roca vaporizada. Chocando entre si, las partículas de nube formaron rocas cada vez más grandes que, tras milenios, dieron origen a la Luna.
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La
Teoria del Gran Golpe ha ido reforzándose a medida que los
científicos han ido descubriendo la enorme cantidad de bombardeos
que tuvo que sufrir la joven Tierra por parte de los asteroides
-muchos más de lo que en un principio se supusoy sobre las consecuencias
tanto físicas como químicas que tuvo para ella semejante fusilamiento. Los astrónomos carecían de pistas para sospechar de dónde vino la Luna hasta que, en el siglo pasado, el avance técnico de los telescopios y las más precisas mediciones celestes les permitieron algunas complejas observaciones, como la de que el día se alarga aproximadamente un segundo cada 50.000 años, o la de que la Luna se aleja, describiendo una línea de separación en espiral, a un ritmo de 2,5 centímetros por año. Una tentación grande era suponer que ese ritmo había sido siempre constante, y «pasando la película hacia atrás» George Darwin (uno de los diez hijos de Charles Darwin) calculó, equivocadamente, que hace 50 millones de años la Luna se hallaba a sólo algo más de 9.000 kilómetros de la Tierra (contra los 380.000 kilómetros promedio de ahora) y que el día tenía entonces una duración de apenas cinco horas. Debido a que el joven planeta de roca derretida giraba velozmente en torno del Sol -decía Darwin- el poder de atracción de la gravedad solar le obligó a balancearse de modo tan violento que su forma se distendió exageradamente. Finalmente una considerable porción de la Tierra se desprendió y fue a situarse en órbita en torno al propio planeta. Para apoyar esta explicación sobre los orígenes de la Luna, que se hizo famosa como la Teoria de la Fisión, otros de sus partidarios arguyeron, sin argumentos serios, que la cuenca del Pacífico constituye la gran cicatriz causada por el desgarramiento de la Luna. (Los geólogos ridiculizan hoy la idea de semejante marca del nacimiento lunar, y remarcan que la superficie terrestre ha cambiado de forma varias veces debido a los movimientos de la corteza). Mientras los astrónomos discutían la suposición de Darwin, surgieron dos teorías opuestas. A una se le conoce como la Hipótesis de la Captura; postula que la Luna se formó más allá de los confines del Sistema Solar y que fue atrapada por el campo gravitacional de la Tierra cuando giraba, en una vasta órbita elíptica, en torno al Sol. La otra teoría se deduce de la hipótesis general según la cual hubo una nebulosa en el nacimiento del Sistema Solar. Según este enfoque del astrónomo francés Pierre Simon de Laplace, la Tierra y la Luna son planetas hermanos, copartícipes de un sistema binario, y la Luna fue producto de la condensación de gases que giraban en torno a la Tierra, de la misma manera que la Tierra y los otros planetas debieron surgir de la condensación de un anillo semejante que existía alrededor del recién nacido Sol. Es esta la Teoria de la Nebulosa o Teoria Laplace. Las tres teorías competidoras cobraban auge o languidecían según la marea de las preferencias de los científicos. Y parecía que no habría forma de probar la veracidad de una u otra, hasta que el hombre puso su planta en la Luna en 1969. A instancias de un premio Nobel de Química, el doctor Harold Urey, defensor de la Hipótesis de la Captura, la NASA accedió a que se trajesen muestras del suelo lunar. «Fue un momento terriblemente emocionante; nunca ha habido algo semejante recuerda John Wood, geoquímico del Harvard College Observatory. Todos creíamos que las rocas lunares darían contestación, una por una, a la totalidad de nuestras preguntas. Pero las muestras no fueron la Piedra Roseta ni revelaron de inmediato los secretos del origen de la Luna. La primitiva superficie lunar había sido acribillada por meteoritos y asteroides y alfombrada por chorros de lava que casi la destruyeron. La muestra más antigua traída por la Misión Apolo tenía unos 4.460 millones de años, lo que la hacía unos 100 millones de años más joven que las "rocas primigenias" que Urey esperaba.» De hecho, las rocas complicaban grandemente el panorama. El descubrimiento de que su naturaleza química tenía un gran parecido, pero no era exactamente la misma de las capas exteriores de la Tierra, daba la impresión de estar en oposición con las tres teorías principales sobre su origen. En el punto crucial de esta incertidumbre, fue cuando Hartmann y Davis publicaron su impactante hipótesis, pero según recuerda Hartmann nadie le concedió mucha atención: «Resultaba difícil imaginar lo que podía hacerse con nuestra teoría». |
| El planetoide se dirige hacia la Tierra | |
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| El impacto fusiona ambos cuerpos celestes | |
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| Tras el impacto, los restos proyectados comienzan a orbitar alrededor de la Tierra | |
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| Los fragmentos en óbita se fusionan y compactan | |
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| Tras cientos de milenios aparece un nuevo cuerpo celeste, la Luna |
En octubre del 1984, casi un centenar de científicos se reunió en Kona, Hawai (cerca del Observatorio Mauna Kea, situado a más de 4.260 metros sobre la cumbre del volcán) para reexaminar el misterio del nacimiento de la Luna. «Cada una de las teorías contaba con sus defensores, gente de mucho prestigio, pero ninguna tenía tanto peso como para hacer cambiar de opinión a los demás», recuerda Wood. Sin embargo, cuando el polvo de la discusión lunar se asentó, el Gran Golpe pareció quedar a la cabeza.
Unos cuantos intransigentes recurrieron todavía a una moderna variante de la Teoría de la Fisión, de Darwin, pero no pudieron explicar cómo fue que la Prototierra adoptó un ritmo de giro tan salvaje que acabaría obligándole a lanzar un goterón del tamaño de la Luna, para luego desacelerarse hasta su actual y razonable velocidad de rotación. Cameron describe con bastante desdén los esfuerzos que esos científicos hicieron para justificar su convicción, pero lo cierto es que también él recibió algunos palos bastante fuertes. Cuando estaba ponderando su teoría sobre la creación del Sistema Solar, un malicioso colega le espetó: «¿Y qué hizo usted en el octavo día?»
Por su parte, la Teoría de la Captura estaba ya muy desacreditada antes de que la conferencia hubiese empezado. Es que las piedras lunares habían revelado demasiadas semejanzas químicas entre la Tierra y la Luna como para que ésta hubiera podido formarse en otra parte del Sistema Solar. Otra dificultad que hallaron los proponentes fue la de imaginar cómo pudo el campo gravitacional de la Tierra capturar un cuerpo que pasaba, sin que el brutal frenazo lo resquebrajara.
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COMO ATRAPAR UN PLANETA, TEORÍA DE LA CAPTURA
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Incluso
la hipótesis de Laplace, la más favorecida antes de la conferencia, se
vino abajo ante el alud de cálculos que produjo el debate. Muchos científicos
se han sentido siempre preocupados por una de las condiciones básicas
de tal esquema: la de que la Tierra y la Luna se hallen compuestas por
material exactamente igual (lo cual no es así, pese a su gran parentesco
químico), ya que esto significaría que ambos cuerpos se formaron uno aliado
del otro. Sin embargo, el defecto más serio de la teoría lo constituye
el temido problema del momento angular. El momento angular es la inercia
de rotación o giro de un cuerpo, y depende de su velocidad, dirección
de la rotación y de la distribución de la masa. La demostración clásica
de la relación entre estas tres cualidades, es la de la patinadora girando
sobre hielo: cuando extiende los brazos, separándolos del eje de rotación,
la velocidad del giro disminuye, pero al recogerlos, se acelera.
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LA
TEORIA DEL GOTERON LUNAR Según la teoría de la fisión, la atracción gravitacional del Sol hizo que el núcleo de hierro de la Tierra se bamboleara, girando a gran velocidad. Todavia constituido en parte por material derretido, nuestro planeta experimentó un marcado alargamiento, llegando a tal deformación que un enorme trozo se le desprendió, dando origen a la Luna.
Los astrónomos han creído que, debido a que la Tierra y la Luna se formaron a partir del anillo de polvo y gases que giraban en torno del Sol, debieron recibir su momento angular a fuerza de los golpes al azar asestados por rocas y partículas que vagaban por el anillo. Según las leyes de la Física newtoniana, el momento angular se conserva; por tanto, según infería la teoría binaria, las partículas que se hallasen asimismo en esa órbita, estarían circundando la Tierra en la misma dirección en que la Tierra gira en torno del Sol. Pero la tesis se vino abajo cuando unos cuantos astro físicos se valieron de simulaciones matemáticas en ordenador para probar que, en un caso comQ éste, el momento angular no gobernaría por completo la dirección que seguirían las partículas al circundar la Tierra, pues las que se aproximasen a nuestro planeta no caerían todas en la misma órbita, sino que la mitad girarían en una dirección, en tanto que las demás lo harían en sentido opuesto. Dice Wood al respecto: «La mayoría terminamos la reunión sin descartar del todo la teoría dela agregación binaria, pero aceptándola de manera bastante tibia»
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Sólo quedaba la Teoría del Impacto, pero también a ésta le hacían falta unas cuantas piezas más a fin de poder completar el rompecabezas. Nadie había conseguido explicar como un planetesimal en colisión pudo arrojar a una órbita el material suficiente para formar una Luna. «Sería magnífico si se pudiese arrancar un pedazo de la Tierra y ponerlo en órbita, pero las cosas no funcionan de tal manera -dice Hartmann. No es algo como poner una roca en el suelo y pegarle con un palo de golf. Los trozos lo mismo pueden irse al espacio como volver a caer en la Tierra.» Cameron y Ward superaron este. obstáculo, así como otras muchas dificultades, mediante hábiles simulaciones matemáticas del Gran Golpe. Y vieron que la única forma de mantener el material en lo alto, era convirtiéndolo en gases. De acuerdo con sus cálculos, el cuerpo que golpeó a la Tierra debió ser enorme, cuando menos de la mitad del diámetro del planeta y de un décimo de su masa aproximadamente. Se desplazaba a una velocidad de, por lo menos, 11 kilómetros por segundo (39.600 kilómetros por hora) en trayectoria curvada hacia el Sol, y en su trayectoria dio a la Tierra un golpe directo, oblicuo. La fuerza del impacto hizo que la Tierra se inclinara ligeramente a un lado y se generase una presión y un calor tan elevados que gran parte de la corteza del planetesimal, así como una parte de la terrestre, se vaporizaron y se convirtieron en gas. Los ardientes gases explotaron hacia arriba y afuera, desplazándose a los lados de la Tierra principalmente en la misma dirección que había seguido el planetesimal en su viaje. Más de dos veces la cantidad de material necesario para formar la Luna fue proyectándose al espacio. Una parte considerable volvió a caer en la Tierra, en tanto que la restante continuó en órbita. Los geofísicos David Stevenson y A. C. Thompson, del Caltech, reforzaron las simulaciones de Cameron con cálculos propios, demostrando que el manto de gases habría envuelto por completo al globo en el término de unas cuantas horas. Después de un siglo, el disco se habría expandido más allá del límite dentro del cual la gravedad de la Tierra podría entorpecer la formación de cuerpos sólidos a partir de los gases. Un milenio más tarde -lo que es decir apenas un momento en la vida del Sistema Solar- fueron condensándose partículas cada vez mayores, procedentes de aquel gas en enfriamiento, poco a poco la Luna se fue formando. Esta teoría explica así una relevante peculiaridad de la composición química de las rocas lunares: su escasez de volátiles, elementos químicos de fácil vaporación, como el plomo. Pues bien, éstos pudieron perderse al hervir de inmediato por el calor de la explosión y alejarse en el espacio. Pero aún quedaron dos problemas muy inquietantes. El primero implica a elementos siderófilos (literalmente, «adictos al hierro») que se adhieren con prontitud al hierro. Porque, en comparación con la Tierra, la Luna tiene una gran pobreza de estos componentes; de hecho sólo posee la cuarta parte del hierro que se esperaría encontrar en cualquier material rocoso del Sistema Solar. Camero n ha intentado explicar esta deficiencia, arguyendo que el hierro de las cortezas del planetesimal y de la Tierra, así como el del manto, quizá no se vaporizó. Pero Wood no está de acuerdo: «La gente tiende a olvidar que a alta temperatura el hierro es sumamente volátil y, por tanto, que bien pudo haber corrido la misma suerte que otros volátiles, como el plomo, el sodio y el agua.» El segundo problema se relaciona con tres isótopos del oxígeno, cuya abundancia relativa indica en qué parte del Sistema Solar se forjaron las rocas. Las de la Luna y de la Tierra poseen idénticas impresiones digita/es en cuanto a isótopos del oxígeno. Esto sugiere que el cuerpo que golpeó a la Tierra (y que contribuyó con gran parte de su masa para la Luna), tuvo que haberse formado en las cercanías, tal como calcularon Hartmann y Davis, y no en algún punto distante. Cameron ha reconstruido este aspecto, y ahora afirma que un planetesimal que se hubiera originado cerca de la Tierra, habría podido golpear/a lo mismo que uno que la acometiera desde muy lejos. |
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LA
TEORIA DEL PLANETA HERMANO En la hoy algo desacreditada teoría binaria o de Laplace, se supone que la Luna y la Tierra se formaron de la misma manera, por coalescencia de partículas menores de la gran nube primigenia del Sistema Solar, lo que explicaría mejor las semejanzas que las diferencias químicas entre ambos "astros hermanos". En cuato a la edad, la Luna pudo haberse formado un poco más tarde. |
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Recientes descubrimientos sobre la naturaleza del bombardeo de meteoritos han hecho que el Gran Golpe resulte más fácil de aceptar. «Los científicos tienden a considerar que algo es más probable cuanto más aburrido resulta», dice Wood. En cierto sentido, tiene razón. Fue sólo en las pasadas dos décadas cuando los geólogos advirtieron que la Tierra está repleta de huellas de colisiones; tantas, que tales sucesos catastróficos llegan a parecer cosa común. Según los cálculos de Hartmann, durante las últimas etapas de la formación de nuestro planeta, la frecuencia del bombardeo de meteoritos y asteroides, de dimensiones entre reducidas y medias, era entonces miles de veces más alta que ahora. y había suficientes planetesimales surcando velozmente el Sistema Solar, capaces de asestar un golpe con la potencia precisa para hacer una Luna. La baja probabilidad de que sucediera tal cosa explicaría el que nuestro satélite resulte único entre las lunas del Sistema Solar.
Aunque el Gran Golpe se apoderó de la imaginación de los lunólogos reunidos en Kona, cabe preguntarse si el claro de luna no será mucho menos claro de lo que pudiera desearse. Hartmann está persuadido de que aún pueden surgir nuevas pruebas: «Si llegásemos a recrear la composición de las rocas lunares y a establecer que los cambios químicos en la corteza y en el manto de la Tierra condujeron a esa composición, entonces me daré por convencido». Pero resulta casi imposible simular las temperaturas increíblemente altas y las presiones requeridas para alterar la naturaleza química de una roca. Cameron hace un enfoque más teórico.
Valiéndose de un superordenador, se propone simular el comportamiento de las rocas y de los gases durante y después de un impacto. ¿Que si existe ya una investigación crucial que pueda probar -o descartar- la teoría? No, no la hay. Declara Cameron: «No es cuestión de que ese test exista o no exista, sino de que nuestra imaginación pudiera no ser lo necesariamente amplia para concebir su resultado». Y no lo será, probablemente, antes de que podamos ir más allá de nuestro diminuto rincón en el Universo y llegar a un lugar en el que nos sea dado presenciar, de primera mano, la génesis de otro Sistema Solar, incluyendo a una Luna brillando sobre otra Tierra.
Shannon Brownlee y Armando Carranza Discover, 1985
Javier Arrimada 2003