Datos de Apollo proporcionan precisas lecturas del núcleo de la Luna

Modelo del interior de la Luna. Crédito: Science

Una nueva mirada a los datos de los experimentos sísmicos dejados en la Luna por los astronautas del Apollo ha dado a los investigadores una mejor comprensión del interior lunar. El núcleo de la Luna parece ser muy similar al de la Tierra -con un núcleo interior sólido y un núcleo externo fundido- y su tamaño está justo en el medio de las estimaciones anteriores.

"Aunque la presencia de un núcleo líquido había sido previamente inferida de otras mediciones geofísicas, hemos hecho la primera observación sísmica directa de un núcleo externo líquido", dijo el Dr. Renee Weber, un científico planetario en el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la NASA, quien lideró el equipo de investigadores.

El Experimento Sísmico Pasivo de Apollo midió las ondas sísmicas en la Luna y constaba de cuatro sismómetros desplegados en la cara de la Luna que es siempre visible desde la Tierra, durante las misiones Apollo entre 1969 y 1972. Los instrumentos registraron continuamente los movimientos de terreno hasta 1977. Pero se creyó que los datos eran demasiado débiles debido al pequeño número de estaciones, la falta de observación de la cara oculta, y la interferencia de los "terremotos lunares". Puesto que estas eran las únicas medidas directas disponibles de la Luna, varios investigadores diferían en características claves como el radio del núcleo, composición y estado (es decir, si era sólido o fundido).

"El interior más profundo de la Luna, especialmente si tiene o no un núcleo, ha sido un punto pendiente para los sismólogos", dijo Ed Garnero, un profesor en la Universidad Estatal de Arizona y un miembro del equipo de investigación. "Los datos sísmicos de las antiguas misiones Apollo tenían demasiado ruido para dar una imagen confiable de la Luna".

Weber y sus colegas reanalizaron los datos de Apollo utilizando un método que normalmente es usado para procesar datos sísmicos en la Tierra. En el llamado procesamiento vectorial, los registros sísmicos son sumados en una forma especial y estudiados en conjunto. Los múltiples registros procesados juntos permiten a los investigadores extraer señales muy débiles. Puede ser identificada la profundidad de las capas que reflejan la energía sísmica, lo que permite conocer la composición y estado de la materia a distintas profundidades.

El método puede amplificar señales sísmicas débiles y difíciles de detectar sumando sismogramas.

"Si la energía de la onda sísmica desciende y rebota en alguna de las interfaces a una profundidad particular, como el límite entre el núcleo y el manto de la Luna, luego el 'eco' de la señal debería estar presente en todos los registros, incluso si estuviera por debajo del nivel de ruido del fondo", dijo Patty Lin, candidato postdoctoral en ASU y otro miembro del equipo. "Pero cuando sumamos las señales, la intensidad del reflejo del núcleo se vuelve visible, lo que nos permite mapear el interior de la Luna".

Weber dijo a Universe Today que las ondas transversales no penetran las regiones de fluido. "Aunque hemos observado reflexiones de compresión del núcleo interior sólido, no observamos (como esperábamos) reflexiones transversales en el núcleo interior, ya que la energía es reflejada en la capa del núcleo externo".

Experimento Sísmico Pasivo del Apollo 15. Crédito: NASA

Estudios recientes sugieren que la Luna tiene un núcleo relativamente pequeño y rico en hierro, midiendo entre 250 y 430 kilómetros, o cerca de 15 a 25% de los 1.737,1 km que mide su radio. Las nuevas medidas dan un tamaño ligeramente mayor para el núcleo. "Hemos situado el límite entre el núcleo y el manto en un radio de 330 km, aproximadamente un 19% del radio medio de la Luna", dijo Weber.

El núcleo, rico en hierro, es una esfera interior sólida de 240 km de radio y una estructura exterior de fluido de 90 km de espesor.

La nueva investigación también sugiere un interior libre de volátiles, con el núcleo lunar conteniendo un pequeño porcentaje de elementos ligeros como el azufre, similares a los elementos ligeros en el núcleo de la Tierra; azufre, oxígeno y otros.

Los datos actualizados de hace 30 años también parecen confirmar la principal teoría de formación de la Luna.

"La presencia de una capa fundida y de un núcleo externo fundido apoyan el ampliamente aceptado modelo del gran impacto de formación lunar, el que predice que la Luna puede haberse formado en un estado completamente fundido", dijo Weber.

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