La superficie de la Luna es muy conocida gracias a las misiones espaciales tripuladas y automatizadas, y de hecho su geología es la más conocida después de la terrestre. También ha sido de gran ayuda la recolección de cientos de kg de rocas lunares, que siguen siendo objeto de estudio en la actualidad.
La geología de la Luna es bastante diferente de la geología terrestre. Por ejemplo, la atmósfera de la Luna es tan insignificante que no la protege del impacto de meteoritos. Tampoco tiene placas tectónicas, y su fuerza de gravedad es muy baja debido a su pequeño tamaño.
Podemos comparar la superficie lunar con un desierto terrestre, es decir, una larga extensión de rocas, arena y polvo. Su relieve se diferencia en dos grupos: los mares, que son extensiones de lava que se solidificó, y las tierras, que son regiones más elevadas, como montañas, cráteres, grietas y fallas.
El polvo que se encuentra en la superficie de la Luna se conoce con el nombre de regolito lunar. El espesor del regolito es variable: en los mares jóvenes puede ser de unos 2 metros, mientras que en las superficies más antiguas de los continentes puede ser de unos 20 metros.
La composición química del regolito también puede variar, dependiendo de la región lunar en la que se encuentre: en las tierras altas es rico en aluminio, y en los mares es rico en hierro y magnesio. El regolito contiene rocas, fragmentos de minerales del lecho de roca original y partículas formadas por los impactos.
La estructura superficial
Incluso a simple vista, es posible distinguir las características peculiares de la superficie lunar: no se nos muestra como un disco uniforme, sino constelado de zonas claras, las tierras, conocidas como continentes y altiplanos, y regiones más oscuras, que son los mares lunares (lava solidificada).
Los mares son zonas planas y bastante uniformes que cubren aproximadamente un tercio de la superficie lunar visible desde la Tierra. Están formados principalmente por rocas cuyo origen son lava solidificada. Los mares son lisos, con poca presencia de cráteres, y están por debajo del nivel medio del suelo.
En cambio, las tierras presentan un aspecto más complejo y entrecortado, y ocupan un tercio de la superficie lunar. En los continentes abundan los cráteres: hay cerca de un millón de cráteres de diversas dimensiones, con diámetros que van desde unos pocos centímetros hasta centenares de kilómetros.
Las colisiones más frecuentes ocurrieron en una época comprendida entre los 4600 y 3900 millones de años, después de la consolidación de la corteza de anortosita y antes de la formación de los mares basálticos por efecto de la emisión de lavas sobre la corteza superficial.
En la superficie lunar también hay otras estructuras menores, como los radios que parten de los grandes cráteres. Son de color claro, y los más brillantes se ven incluso desde la Tierra. Se deben a la proyección a distancia de material de la superficie de la Luna después del impacto de los meteoritos.
El suelo se ha mantenido inalterado a causa de la ausencia de erosión por parte de agentes atmosféricos. Por otra parte, la falta de atmósfera hace que los meteoritos no se desintegren como ocurre cuando atraviesan la atmósfera terrestre, sino que lleguen íntegros a la superficie de nuestro satélite, produciendo cráteres.
La caída de un meteorito, además de abrir un cráter, da lugar a modificaciones en las rocas que forman la superficie afectada por el impacto. La energía que se libera en el choque determina la fusión de las rocas de la parte inferior, que se desparraman por la zona adyacente a la de la explosión.
Estas rocas, al enfriarse, se solidifican en pequeñas esferas vitrificadas. A una distancia mayor del lugar de impacto, las rocas no se funden, pero se modifican: la colisión provoca la compresión y la cementación de materiales diversos hasta formar unas rocas heterogéneas llamadas brechas.
La composición de las rocas
Las misiones lunares trajeron a la Tierra muestras de brecha. Después de analizarlas, se vio que las rocas que forman la superficie de la Luna son esencialmente de tres tipos:
- Los basaltos
- Las rocas KREEP
- Las anortositas
Los basaltos forman los mares lunares: son rocas volcánicas de color oscuro. Las KREEP se llaman así a causa del alto contenido en potasio (símbolo químico: K), en tierras raras (del inglés Rare Earth Elements, REE) y de fósforo (símbolo químico: P). Las anortositas son de color claro, tienen una densidad baja y son ricas en calcio; forman, sobre todo, los altiplanos lunares.
El análisis químico de las muestras rocosas mostró que la Luna está compuesta por los mismos elementos que la Tierra, pero en proporciones diferentes. En realidad, la Luna es mucho más rica en elementos refractarios: materiales cuya temperatura de fusión es elevada; por ejemplo, el calcio y el titanio.
Además de tomar muestras de la superficie, los astronautas también instalaron sismógrafos capaces de registrar la actividad sísmica, tanto la natural como la producida artificialmente con finalidades de estudio; por ejemplo, la caída sobre el suelo lunar de fragmentos de satélites.
Se cree que la corteza lunar está formada por anortositas y que se extiende desde la superficie hasta unos 60 km de profundidad. Por debajo de este valor habría una región, llamada manto, formada por rocas más densas que la corteza.
En cambio, se sabe poco de la composición de las capas más profundas. Sin embargo, parece que la Luna, a diferencia de la Tierra, carece de un núcleo de hierro en estado fluido. Así, al menos, parecen sugerirlo la baja densidad media de la Luna (aproximadamente 3,3 g/cm3) respecto a la de la Tierra (aproximadamente 5,5 g/cm3) como la ausencia de un campo magnético lunar.
Las etapas de la formación
En el pasado, la Luna debía tener un campo magnético muy intenso, ya que todas las rocas lunares presentan un magnetismo residual, una especie de testimonio fósil de que, en la época de su formación, debía ejercer un magnetismo.
Qué fue lo que originó este campo magnético es, todavía hoy, un problema no resuelto. Gracias a los estudios efectuados para conocer la edad de las muestras lunares se ha llegado a la conclusión de que los mares son formaciones geológicas más jóvenes que los altiplanos (zonas continentales).
Esta conclusión ha sido posible después de considerar el hecho de que los cráteres de mayores dimensiones, debidos a los impactos más violentos, se encuentran esencialmente en las regiones ocupadas por los altiplanos, mientras que en los mares apenas aparecen. Esto indica que los mares se formaron después de la época de más impactos de grandes meteoritos.
Después de esa fase de lluvia intensa de meteoritos (hace unos 4000 millones de años) siguió otra de evacuación de las lavas del manto a través de la superficie lunar. Estas coladas llenaron las amplias hondonadas provocadas por el impacto de los meteoritos. La lava, al solidificarse, formó los mares lunares actuales.
Posteriormente, tuvieron lugar otros impactos de meteorito, aunque en menor intensidad y número. También en los mares se observan algunos cráteres, pero no de las dimensiones que alcanzan los que hay en los altiplanos.
La Luna pasó por una serie de transformaciones que se pueden resumir en las siguientes fases: enfriamiento progresivo de la región superficial y formación de la corteza; bombardeo por grandes meteoritos; época de intensa actividad volcánica y formación de los mares; fin de la actividad volcánica y época actual.
Aunque esta serie de acontecimientos externos e internos ha caracterizado la historia de la Luna a partir de su nacimiento, todavía se sabe muy poco acerca del origen de nuestro satélite: ¿se formó la Luna a partir de una porción de la Tierra, o bien tuvo un origen distinto al de nuestro planeta?
