La influencia más antigua se debe a las diferencias entre los lados distantes de la Luna.

Un nuevo estudio muestra que una antigua colisión en el polo sur de la Luna cambió los caballos convexos del manto lunar, concentrando una cantidad de elementos productores de calor cerca. Estos elementos jugaron un papel en la creación de un enorme mar lunar visible desde la Tierra. Préstamo: Matt Jones

Una nueva investigación muestra cómo la influencia de la cuenca del Polo Sur-Aytken en la Luna se debe al fuerte contraste entre la composición y la apariencia de los dos lados de la Luna.

La cara que la Luna muestra a la Tierra es muy diferente de la cara que esconde en su cara más alejada. El área circundante está dominada por malezas lunares, con enormes restos oscuros de antiguos flujos de lava. El lado distante del cráter, por otro lado, está prácticamente desprovisto de características marinas a gran escala. Por qué los dos lados son tan diferentes es uno de los misterios más perdurables de la Luna.

Los investigadores ahora tienen una nueva explicación para la Luna hipócrita, que se refiere al impacto masivo que ocurrió cerca del polo sur de la Luna hace miles de millones de años.

Un nuevo estudio publicado en la revista Science Advances muestra que un impacto masivo en la enorme cuenca del Polo Sur-Aitken (SPA) de la Luna crearía una masa de calor que viaja a través de la luna. Esa pluma tenía que llevar ciertos materiales, un raro elemento generador de calor de la Tierra, a la Luna. Esta concentración de elementos habría contribuido a la erupción volcánica que creó las llanuras volcánicas cercanas.

Enormes depósitos volcánicos predominan cerca de la luna (desde la izquierda), mientras que en el lado opuesto (derecha) hay muchos menos). Por qué los dos lados son tan diferentes es un misterio lunar duradero. Préstamo: Universidad de Brown

«Sabemos que los grandes impactos como el de SPA generarán mucha calidez», dijo Matt Jones, Ph.D. Candidato de la Universidad de Brown y autor principal del estudio. «La pregunta es cómo afecta ese calor a la dinámica interna de la Luna. Lo que estamos mostrando es que durante la construcción de la ZEPA, bajo cualquier condición probable, acaba concentrándose en las inmediaciones de estos elementos productores de calor. Esperamos que esto haya contribuido al derretimiento del manto, lo que produjo flujos de lava que vemos en la superficie”.

El estudio se realizó en colaboración con Jones և y su asesor, Alexander Evans, profesor asistente en la Universidad de Brown, así como investigadores de la Universidad de Purdue, el Laboratorio de Ciencias Planetarias y Lunares de Arizona y la Universidad de Stanford.[{» attribute=»»>NASA’s Jet Propulsion Laboratory.

A new study reveals that an ancient collision on the Moon’s south pole changed patterns of convection in the lunar mantle, concentrating a suite of heat-producing elements on the nearside. Those elements played a role in creating the vast lunar mare visible from Earth. Credit: Matt Jones

The differences between the near and far sides of the Moon were first revealed in the 1960s by the Soviet Luna missions and the U.S. Apollo program. While the differences in volcanic deposits are plain to see, future missions would reveal differences in the geochemical composition as well. The nearside is home to a compositional anomaly known as the Procellarum KREEP terrane (PKT) — a concentration of potassium (K), rare earth elements (REE), phosphorus (P), along with heat-producing elements like thorium. KREEP seems to be concentrated in and around Oceanus Procellarum, the largest of the nearside volcanic plains, but is sparse elsewhere on the Moon.

Some scientists have suspected a connection between the PKT and the nearside lava flows, but the question of why that suite of elements was concentrated on the nearside remained. This new study provides an explanation that is connected to the South Pole–Aitken basin, the second largest known impact crater in the solar system.

For the study, the researchers conducted computer simulations of how heat generated by a giant impact would alter patterns of convection in the Moon’s interior, and how that might redistribute KREEP material in the lunar mantle. KREEP is thought to represent the last part of the mantle to solidify after the Moon’s formation. As such, it likely formed the outermost layer of mantle, just beneath the lunar crust. Models of the lunar interior suggest that it should have been more or less evenly distributed beneath the surface. But this new model shows that the uniform distribution would be disrupted by the heat plume from the SPA impact.

According to the model, the KREEP material would have ridden the wave of heat emanating from the SPA impact zone like a surfer. As the heat plume spread beneath the Moon’s crust, that material was eventually delivered en masse to the nearside. The team ran simulations for a number of different impact scenarios, from dead-on hit to a glancing blow. While each produced differing heat patterns and mobilized KREEP to varying degrees, all created KREEP concentrations on the nearside, consistent with the PKT anomaly.

The researchers say the work provides a credible explanation for one of the Moon’s most enduring mysteries.

“How the PKT formed is arguably the most significant open question in lunar science,” Jones said. “And the South Pole–Aitken impact is one of the most significant events in lunar history. This work brings those two things together, and I think our results are really exciting.”

Refernece: “A South Pole–Aitken impact origin of the lunar compositional asymmetry” by Matt J. Jones, Alexander J. Evans, Brandon C. Johnson, Matthew B. Weller, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Sonia M. Tikoo and James T. Kean, 8 April 2022, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.abm8475