La Luna y la Tierra compartieron campos magnéticos en el pasado para proteger sus atmósferas
La Luna pudo actuar como escudo protector de la radiación solar para que la joven Tierra retuviera su atmósfera y eventualmente desarrollase condiciones de vida y habitabilidad.
4.500 millones de años atrás, la superficie de la Tierra era un verdadero pandemónium. Antes que emergiera cualquier rastro de vida, las temperaturas eran sofocantes y el aire, tóxico. Además, el joven Sol bombardeaba a nuestro mundo con violentas llamaradas de radiación y eyecciones coronales, y corrientes de partículas cargadas del viento solar amenazaban la atmósfera. En resumidas cuentas, nuestro planeta era inhabitable.
Pero un escudo vecino puede haber ayudado a la Tierra a retener su atmósfera el suficiente tiempo para desarrollar la vida y condiciones de habitabilidad. Y quien sostenía valientemente el escudo era la Luna, según afirma un nuevo estudio de científicos de la NASA publicado en Science Advances.
«La Luna parece haber presentado una barrera protectora sustancial contra el viento solar para la Tierra, que fue fundamental para la capacidad de la Tierra para mantener su atmósfera durante este tiempo», dijo en un comunicado Jim Green, científico jefe de la NASA y autor principal de un nuevo estudio. «Lo próximo será esperar que los astronautas del programa Artemis traigan de vuelta muestras fundamentales para comprobar esto desde el polo sur lunar».
Breve historia de la Luna
De acuerdo a la teoría predominante, la Luna se formó 4.500 millones de años atrás, cuando un objeto del tamaño de Marte llamado Tea (o Theia) colisionó con la proto-Tierra cuando ésta apenas tenía 100 millones de años. Los escombros de este choque se fusionaron en la Luna, mientras que otros remanentes se reincorporaron de vuelta a la Tierra. Debido a la gravedad, la presencia de la Luna estabilizó el eje de rotación terrestre.
Asimismo, nuestro planeta rotaba mucho más rápido en aquel entonces, con un día de solo 5 horas. Y la Luna estaba tres veces más cerca de lo que está hoy. En estos tiempos, el satélite también quedó acoplado por la marea, es decir, apuntando siempre una misma cara hacia la Tierra.
«La mayoría de los científicos creen que la Luna se originó como resultado del impacto de un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia contra la Tierra hace unos 4.500 millones de años».
Y a pesar que, debido a su pequeño núcleo, los científicos antes pensaban que la Luna nunca tuvo un campo magnético global, recientes estudios sobre muestras de la superficie lunar de las misiones Apolo demostraron lo contrario, que la Luna sí tuvo una magnetósfera en el pasado.
Al igual que la Tierra, el calor durante el periodo de formación de la Luna habría ayudado a mantener el hierro fluyendo en el interior y, por ende, en alto el escudo magnético, aunque no por mucho tiempo.
«Es como cocinar un pastel. Cuando lo sacas del horno y tarda en enfriarse», explicó Green. «A mayor masa, más tiempo tarde en enfriarse».
Un escudo magnético
La investigación simuló cómo se comportaban los campos magnéticos de la Tierra y la Luna hace unos 4.000 millones de años. Los científicos crearon un modelo de computadora para observar el comportamiento de los campos magnéticos en dos posiciones en sus respectivas órbitas.
Esta ilustración muestra cómo la Tierra y su Luna tuvieron campos magnéticos conectados hace miles de millones de años, ayudando a proteger sus atmósferas de las dañinas partículas solares. Crédito: NASA.
En ciertos momentos, la magnetosfera de la Luna habría servido como barrera a la fuerte radiación solar que llovía sobre el sistema Tierra-Luna, escriben los científicos. Eso es porque, según el modelo, las magnetosferas de la Luna y la Tierra habrían estado conectadas magnéticamente en las regiones polares de cada objeto. Es importante destacar que para la evolución de la Tierra, las partículas de viento solar de alta energía no pudieron penetrar completamente el campo magnético acoplado y despojar a la atmósfera.
Pero también hubo cierto intercambio atmosférico. La luz ultravioleta extrema del Sol habría quitado los electrones de las partículas neutras en la atmósfera más alta de la Tierra, cargando esas partículas y permitiéndoles viajar a la Luna a lo largo de las líneas del campo magnético lunar. Esto también pudo haber contribuido a que la Luna mantuviera una atmósfera delgada en ese momento. El descubrimiento de nitrógeno en muestras de rocas lunares apoya la idea de que la atmósfera de la Tierra, que está dominada por nitrógeno, contribuyó a la antigua atmósfera de la Luna y su corteza.
Cuando la Luna tuvo un campo magnético, estuvo protegida del viento solar, tal como muestra esta ilustración. Crédito: NASA.
Los científicos calculan que esta situación de campo magnético compartido, con las magnetosferas de la Tierra y la Luna unidas, podría haber persistido desde hace 4.100 a 3.500 millones de años.
La exploración humana nos dirá más
El modelo de este estudio presenta ideas de cómo las ancestrales historias de la Luna y la Tierra contribuyeron a la preservación de la atmósfera de esta última. El complejo proceso es difícil de discernir, pero con nuevas muestras traídas de la superficie lunar se podría resolver más de un misterio.
La NASA planea establecer una presencia humana sostenida en la Luna a través de su programa Artemis, lo que dará múltiples oportunidades para probar estas ideas. Cuando los astronautas traigan las primeras muestras del Polo Sur lunar, donde los campos magnéticos de la Tierra y la Luna se conectaron con mayor fuerza, los científicos podrán buscar firmas químicas de la ancestral atmósfera terrestre, como así también sustancias volátiles como las del agua que llegaron allí tras el impacto de meteoros y asteroides.
Esta ilustración muestra el campo magnético de la Tierra generado hoy. La Luna ya no tiene este escudo. Crédito: NASA.
Los investigadores de la agencia están especialmente interesados en muestras de las área del Polo Sur que no han visto la luz solar por miles de millones de años —regiones en sombra permanente—, porque las penetrantes partículas solares no les habrían quitado estas sustancias volátiles.
El nitrógeno y el oxígeno, por ejemplo, pueden haber viajado de la Tierra a la Luna a lo largo de las líneas del campo magnético, quedando atrapados en dichas rocas.
«Esto nos permitirá poner a prueba nuestras actuales conjeturas», concluyó Green.
