¿Qué lado de la Luna es más fría el lado visible o el oculto?. La respuesta en la revista Nature Geoscience

El estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, analizó fragmentos de roca y tierra recogidos por la nave espacial china Chang'e 6 el año pasado de un enorme cráter en el otro lado de la Luna.

Resultados del estudio lunar

El equipo de investigación confirmó hallazgos previos de que la muestra de roca tenía alrededor de 2.800 millones de años y analizó la composición química de sus minerales para estimar que se formó a partir de lava en las profundidades del interior de la Luna a una temperatura de alrededor de 1.100 ºC, aproximadamente 100 ºC más fría que las muestras existentes del lado cercano.

El coautor, el profesor Yang Li, del Departamento de Ciencias de la Tierra del UCL y de la Universidad de Pekín, afirmó: «La cara visible y la cara oculta de la Luna son muy diferentes en la superficie y, potencialmente, en el interior. Es uno de los grandes misterios de la Luna. La llamamos la Luna de dos caras. Desde hace tiempo se ha planteado la hipótesis de una drástica diferencia de temperatura entre la cara visible y la cara oculta del manto, pero nuestro estudio proporciona la primera evidencia con muestras reales».

El coautor, el Sr. Xuelin Zhu, estudiante de doctorado de la Universidad de Pekín, afirmó: «Estos hallazgos nos acercan un paso más a la comprensión de las dos caras de la Luna. Nos muestran que las diferencias entre la cara visible y la cara oculta no se limitan a la superficie, sino que se adentran en las profundidades del interior».

El lado opuesto tiene una corteza más gruesa, es más montañoso y lleno de cráteres y parece haber sido menos volcánico, con menos manchas oscuras de basalto formadas a partir de lava antigua.

En su artículo, los investigadores señalaron que el otro lado del interior puede haber sido más frío debido a que tenía menos elementos productores de calor, como el uranio, el torio y el potasio, que liberan calor debido a la desintegración radiactiva.

Estudios anteriores han sugerido que esta distribución desigual de elementos productores de calor podría haber ocurrido después de que un asteroide masivo o un cuerpo planetario se estrellara contra el lado lejano, sacudiendo el interior de la luna y empujando materiales más densos que contenían más elementos productores de calor hacia el lado cercano.

Otras teorías son que la Luna podría haber colisionado con una segunda luna más pequeña a principios de su historia, con muestras del lado cercano y del lado lejano originadas en dos pequeñas lunas térmicamente diferentes, o que el lado cercano podría ser más caliente debido a la atracción de la gravedad de la Tierra.

Para el nuevo estudio, el equipo de investigación analizó 300 g de suelo lunar asignados al Instituto de Investigación de Geología del Uranio de Pekín. Sheng He, primer autor del instituto, explicó: «La muestra recolectada por la misión Chang'e 6 es la primera obtenida de la cara oculta de la Luna». El equipo cartografió partes seleccionadas de la muestra, compuesta principalmente por granos de basalto, con una sonda electrónica* para determinar su composición.

Los investigadores midieron pequeñas variaciones en los isótopos de plomo utilizando una sonda de iones** para datar la roca en 2.800 millones de años (una técnica que se basa en el hecho de que el uranio se desintegra en plomo a un ritmo constante). Los datos se procesaron mediante un método perfeccionado por el profesor Pieter Vermeesch, de Ciencias de la Tierra de la UCL.

Luego utilizaron varias técnicas para estimar la temperatura de la muestra en diferentes etapas de su pasado, cuando se encontraba en las profundidades del interior de la luna.

El primero consistió en analizar la composición de los minerales y compararla con simulaciones por computadora para estimar la temperatura de la roca al formarse (cristalizarse). Esto se comparó con estimaciones similares para rocas cercanas, con una diferencia de 100 °C.

El segundo enfoque consistió en profundizar en la historia de la muestra, infiriendo a partir de su composición química la temperatura de su roca madre (es decir, antes de que se fundiera en magma y se solidificara de nuevo en la roca recolectada por la sonda Chang'e 6), comparándola con las estimaciones de las muestras de la cara visible recolectadas por las misiones Apolo. Nuevamente, encontraron una diferencia de aproximadamente 100 °C.

Como las muestras devueltas son limitadas, trabajaron con un equipo de la Universidad de Shandong para estimar las temperaturas de la roca madre utilizando datos satelitales del lugar de aterrizaje de Chang'e en el lado lejano, comparándolos con datos satelitales equivalentes del lado cercano y nuevamente encontraron una diferencia (esta vez de 70 grados C).

En la Luna, los elementos productores de calor, como el uranio, el torio y el potasio, tienden a presentarse juntos junto con el fósforo y los elementos de tierras raras en un material conocido como rico en “KREEP” (el acrónimo deriva del potasio, que tiene el símbolo químico K, elementos de tierras raras (REE) y P para fósforo).

La teoría principal sobre el origen de la Luna es que se formó a partir de los escombros generados por una colisión masiva entre la Tierra y un protoplaneta del tamaño de Marte, y que inicialmente estaba compuesta total o principalmente de roca fundida (lava o magma). Este magma se solidificó al enfriarse, pero los elementos KREEP eran incompatibles con los cristales que se formaron y, por lo tanto, permanecieron más tiempo en el magma. Los científicos esperarían que el material KREEP se distribuyera uniformemente por toda la Luna. En cambio, se cree que se encuentra agrupado en el manto de la cara visible. La distribución de estos elementos podría explicar por qué la cara visible ha presentado mayor actividad volcánica.

Aunque este estudio desconoce la temperatura actual de las caras visible y oculta del manto lunar, es probable que cualquier desequilibrio térmico entre ambas persista durante mucho tiempo, ya que la Luna se enfriará muy lentamente desde su formación tras un impacto catastrófico. Sin embargo, el equipo de investigación trabaja actualmente para obtener una respuesta definitiva a esta pregunta.

*Una sonda electrónica dispara un haz concentrado de electrones sobre una muestra. Esto induce la emisión de rayos X en la muestra. El patrón de estos rayos X puede analizarse para identificar los elementos que la componen.

**La sonda de iones, o espectrometría de masas de iones secundarios (SIMS), dispara un haz de iones a una muestra. Esto desprende los iones secundarios de la superficie de la muestra. El patrón de estos iones, incluyendo, por ejemplo, isótopos de elementos como el plomo, puede analizarse para determinar cuántos átomos de cada isótopo están presentes.

Fuente: University College London

Referencia

A relatively cool lunar farside mantle inferred from Chang'e-6 basalts and remote sensing, Nature Geoscience (2025). DOI: 10.1038/s41561-025-01815-z.