Descubren una extraña combinación de minerales en las muestras lunares de la misión Chang'e-5 de China

Los minerales antiguos y nuevos identificados en las muestras lunares traídas por la misión Chang'e-5 de China están ayudando a los científicos a comprender mejor la historia de la Luna: ahora, los especialistas han descubierto más propiedades del sexto nuevo mineral lunar, llamado Changesite-(Y). Además, otros compuestos hallados, la seifertita y la stishovita, pueden coexistir únicamente a presiones mucho más altas de las que la muestra parece haber presenciado: por lo tanto, su existencia indica una "combinación desconcertante" de materiales, que los científicos aún no han logrado explicar.

Investigadores de la Academia de Ciencias de China examinaron en un nuevo estudio, publicado recientemente en la revista Matter and Radiation at Extremes, las posibles causas y orígenes de la composición única de la muestra lunar devuelta por la misión Chang'e-5 en 2020: el análisis se centra en las propiedades del nuevo mineral Changesite-(Y), descubierto en 2022, y en la presencia de una combinación anómala de materiales, que no coincide con las condiciones de presión existentes en el contexto de la muestra.

Un bombardeo que dejó sus huellas

La Luna logró su imagen característica a partir de objetos celestes que chocaron contra su superficie, formando cráteres de impacto. Sin embargo, estos cráteres no son el único vestigio del “bombardeo” al que fue sometido nuestro único satélite natural: la intensa presión y temperatura de las colisiones también modificó las rocas y el polvo que cubren la superficie lunar, conocido como regolito, alterando su composición y estructura mineral. El análisis de estos minerales brinda pistas sobre el pasado de la Luna, que los científicos intentan desentrañar.

Según una nota de prensa de AIP Publishing, la sonda Chang'e-5 de China, la primera destinada al retorno de muestras lunares desde la misión Luna 24 de la ex-Unión Soviética en 1976, entregó 1,73 kilogramos de regolito desde la región de Oceanus Procellarum (Océano de las Tormentas), un extenso mar lunar compuesto por afloramientos basálticos. La muestra llegó a la Tierra sobre fines de 2020 e incluía un nuevo mineral, Changesite-(Y), así como una desconcertante combinación de minerales de sílice.

Una extraña combinación

Luego de comparar la composición química del material devuelto por la misión china con otras muestras de regolito lunar y marciano, los científicos comprobaron que polimorfos de sílice como stishovita y seifertita, que son químicamente idénticos al cuarzo pero tienen estructuras cristalinas diferentes, no deberían haber podido coexistir bajo las condiciones de presión imperantes en el contexto de la muestra.

Si a esto le sumamos las extrañas características del nuevo mineral Changesite-(Y), los investigadores hablan de una “combinación desconcertante” de minerales, que los obliga a redoblar los esfuerzos para intentar comprender su origen y naturaleza. Además, los especialistas estimaron la presión máxima y la duración del impacto de la colisión que dio forma a la muestra. Combinando esa información con modelos de ondas de choque, estimaron que el cráter resultante tendría entre 3 y 32 kilómetros de ancho, dependiendo del ángulo de impacto.

Analizando las condiciones de formación

De acuerdo a un artículo publicado en Space.com, Changesite-(Y) debe haberse formado después de uno de estos impactos: un análisis previo fijó la edad de las rocas lunares devueltas por Chang'e-5 en 1.970 millones de años. En cuanto a la seifertita y la stishovita, los científicos creen que esos dos minerales fueron depositados probablemente por la colisión que formó el cráter Aristarchus, el más joven de la región de Oceanus Procellarum. Sin embargo, es anómala su presencia conjunta en estas condiciones.

Aunque se sabe que la seifertita se transforma en stishovita durante las réplicas de alta presión en este tipo de impactos, todavía queda mucho por aprender sobre estos minerales en la Luna. "La superficie lunar está cubierta por decenas de miles de cráteres de impacto, pero los minerales de alta presión son poco comunes en las muestras lunares. Una de las posibles explicaciones de esto es que la mayoría de los minerales a alta presión son inestables a elevadas temperaturas", concluyó en el comunicado citado previamente el científico Wei Du, uno de los autores del nuevo estudio.

Referencia

High-pressure minerals and new lunar mineral changesite-(Y) in Chang’e-5 regolith. Jing Yang and Wei Du. Matter and Radiation at Extremes (2024). DOI:https://doi.org/10.1063/5.0148784