Una anomalía dentro del manto de la Tierra puede ser un remanente de la colisión que formó la Luna          

Por: Academia China de Ciencias.

02 de noviembre de 2023.

Ilustración de anomalías en el manto terrestre. Crédito de la imagen: Deng Hongping y Hangzhou Sphere Studio.

Un equipo de investigación interdisciplinario ha descubierto recientemente que una anomalía masiva en las profundidades del interior de la Tierra puede ser un remanente de la colisión hace unos 4.500 millones de años que formó la Luna. Esta investigación ofrece nuevos conocimientos importantes no sólo sobre la estructura interna de la Tierra sino también sobre su evolución a largo plazo y la formación del Sistema Solar interior; basándose en métodos computacionales de dinámica de fluidos y liderado por expertos del Observatorio Astronómico de Shanghai (SHAO) de la Academia de Ciencias de China.

La formación de la Luna ha sido un enigma persistente para varias generaciones de científicos. La teoría predominante ha sugerido que, durante las últimas etapas del crecimiento de la Tierra, hace aproximadamente 4.500 millones de años, se produjo una colisión masiva, conocida como "impacto gigante", entre la Tierra primordial (Gaia) y un protoplaneta del tamaño de Marte conocido como Theia. Se cree que la luna se formó a partir de los escombros generados por esta colisión. Las simulaciones numéricas han indicado que la Luna probablemente heredó material principalmente de Theia, mientras que Gaia, debido a su masa mucho mayor, solo estuvo ligeramente contaminada por material de Theia.

Sin embargo, mediciones isotópicas de alta precisión revelaron más tarde que las composiciones de la Tierra y la Luna son notablemente similares, desafiando así la teoría convencional de la formación de la Luna. Si bien posteriormente se propusieron varios modelos refinados del impacto gigante, todos ellos enfrentaron serios desafíos. En esta nueva investigación, se desarrolló un nuevo método de dinámica de fluidos computacional llamado Masa Finita sin Malla (MFM), que sobresale en modelar con precisión la turbulencia y la mezcla de materiales.

Utilizando este novedoso enfoque y realizando numerosas simulaciones del impacto gigante, el equipo de investigación descubrió que la Tierra primitiva exhibía estratificación del manto después del impacto, con el manto superior e inferior teniendo diferentes composiciones y estados. Específicamente, el manto superior presentaba un océano de magma, creado mediante una mezcla minuciosa de material de Gaia y Theia, mientras que el manto inferior permaneció en gran medida sólido y retuvo la composición material de Gaia.

La mayoría de las investigaciones previas estaban centradas en el modelamiento de la estructura de los escombros y no en la estratificación producida tras el impacto. Específicamente, todo el manto inferior de la Tierra aún puede estar dominado por material gaiano anterior al impacto, que tiene una composición elemental diferente (incluido un mayor contenido de silicio) que el manto superior. De acuerdo a los investigadores, estos hallazgos desafían la noción tradicional de que el impacto gigante condujo a la homogeneización de la Tierra primitiva, haciendo que el impacto gigante que formó la Luna apunte a ser el origen de la heterogeneidad del manto temprano y marca el punto de partida de la evolución geológica de la Tierra a lo largo de 4.500 millones de años.

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