La Luna:
Nuestro satélite natural
Hermana Luna
La Luna es una vista familiar para todos. Desde
tiempos inmemoriales las personas se han preguntado
sobre su verdadera naturaleza.
Para celebrar el Año Internacional de la Astronomía
2009, conoceremos nuestro satélite, su origen,
naturaleza y evolución como un cuerpo físico, y su
multifacética influencia en nuestras vidas.
El calendario Lunar
Los humanos tienen la tendencia natural a encontrar patrones recurrentes en la
naturaleza, como una forma de llenar la necesidad de orden y lógica en nuestro
caótico y dinámico Universo.
Lejos del ecuador, la longitud del día varía conforme
pasa el año, el comienzo de las estaciones no está
claramente definido y el desfile astronómico es
complejo de seguir. Pero para los humanos
primitivos, la Luna mostraba un simple ciclo
recurrente desde la Luna Nueva hasta la Luna LLena.
Calendario lunar judío
Por eso no es de sorprender que muchos de los primeros calendarios se
basaran en las fases lunares.
Fases… fuera de fase
Desafortunadamente, el periodo orbital de la Tierra alrededor del Sol, o la longitud
del año astronómico (365.24 días) no se relaciona con el año lunar (354.37 días) o
12 meses lunares de 29.53 días.
Entonces, cada pocos años el calendario lunar tenía que ser reajustado, normalmente
agregando un 13º mes, para coincidir con el año solar.
Es por eso que el calendario lunar se mantiene en
la actualidad sólo para el folklor (por ejemplo
astrología) o la religión (por ejemplo el calendario
islámico o Hiiri) .
Luna llena
gibosa creciente
Cuarto cresciente
Primer cuarto
Perihelio
Sol
Afelio
Luna
Cuarto menguante
Luna nueva
Último cuarto
Luna llena
Gibosa menguante
Los antíguos y la Luna llena
Los primeros humanos debieron notar que la superficie de la Luna, a diferencia del
Sol, no es uniforme, siendo caracterizada por áreas claras y áreas oscuras.
Dios de la
Luna
LAH
de Egipto,
Finales del
Periodo
después
600 AC.
Museo
Británico
Las personas frecuentemente proyectan símbolos
imaginarios en la superficie lunar:
Por ejemplo en las tradiciones del éste (desde
China hasta Korea) las áreas oscuras de la Luna
siempre son referidas como un Conejo de Jade.
Muchos otras civilizaciones han imaginado un
rostro en su lugar.
En los tiempos antiguos todo tipo de manfiestaciones religiosas, míticas
y mágicas fueron asociadas con nuestro satélite.
Todas fueron probadas como meras asociaciones aleatorias con
fenómenos que, en aquellos tiempos, eran inexplicables
La creencia en algunos fenómenos relacionados con la Luna presisten hoy en día, como la
astrología, ritmos de ciclo menstrual, cambios de humor y el sexo de bebés por nacer. La gente
que muestra un comportamiento extraño sigue siendo descrita como “lunática”.
De regreso al mundo real
Sin embargo la Luna tiene un impacto real en nuestras vidas, por ejemplo su
fuerza gravitatoria (el ciclo de las mareas) y en especial en Luna llena afecta la
iluminación nocturna.
Iluminación con luna llena
©2009 Mike Salway
©2008 HowStuffWorks
Algunos aspectos de la vida animal también
son gobernados por el ciclo lunar mensual, tal
como la eclosión de los huevos de varias
especies incluyendo las tortugas y las
mariposas o para guiar la migración de aves
Migración nocturna de aves
Galileo Galilei
La comprenisón de la órbita de la Luna ya estaba avanzada siglos antes del nacimiento de Cristo;
existe evidencia de que al menos los chinos, los griegos y varias civilizaciones sudamericanas podían
predecir eclipses lunares y solares con un alto grado de precisión
Eclipse anular solar
Pero el estudio físico planetario de este cuerpo celeste tuvo que
esperar hasta el desarrollo de la astronomía observacional, que
comenzó con la primera observación de Galileo Galilei en el año 1609,
descrita en su libro Sidereus Nuncius.
©2009 Stefan Seip
Eclipse lunar
©2009 Cornell
University
Terra et mare, tierras y mares
Para los primeros observadores con telescopio, la superficie
lunar debió parecer tan extraña y misteriosa que les era difícil
de relacionar con paisajes terrestres. Los brillantes, rugosos y
elevados terrenos fueron bautizados con el nombre en latín de
Terræ (tierra), y las superficies oscuras, suaves y uniformes se
llamaron Maria (mares).
Dibujos de Galileo de la Luna
Al observar con mejor
detalle los mares parecían
mostrar características
similares a los cuerpos
líquidos: ocupaban cuencas
poco elevadas; “piscinas” o
“lagos” de material similar
podían observarse también
dentro de las “tierras”; éstas
parecen penetrar las “costas”
creando promontorios y
lagunas, algunas “islas”
pueden identificarse
también.
Grabados de la Luna realizados en 1634 por Claude
Mellan’s
Cadenas en Mares
©2009 NASA
Cadenas, frentes de flujo y cráteres
Inspecciones posteriores revelaron inconfundibles señales de “olas” masivas. La diferencia con las
olas en nuestros mares es que las de la Luna no se mueven. Los “mares” eran muy oscuros y
estáticos, como océanos congelados en el tiempo. Estos debieron haber fluido en algún momento,
como agua o roca derretida eruptando desde un volcán. Eventualmente, se han observado
similitudes con fenómenos ígneos terrestres en forma de grandes campos recubiertos de lava a
escala planetaria.
En pocos años quedó claro que la superficie lunar
estaba saturada en todas las escalas por características
circulares que al parecer levantaron bordes. En la
Tierra en ese entonces, las únicas morfologías
circulares conocidas eran aquellas relacionadas con
fenómenos volcánicos. Era lógico asociar aquellas
características lunares al resultado de una fase de
erupciones contínuas e implacables.
Lava flow front
© NASA
Cráter Copérnico, Luna
Caldera Aniakchak, Alaska
Un violento pasado…
Esta suposición duró hasta la primera mitad del siglo 20 y sólo analizando las observaciones de las
misiones Luna y Apolo, fue cuando se volvió evidente que el vulcanismo, al menos el conocido en la
Tierra, jugó un rol menor en dar forma a la superficie Lunar.
En su lugar, la superficie lunar tuvo un pasado violento de constantes bombardeos de objetos
interplanetarios, desde la macro escala (meteoros y cometas) hasta la micro escala (micro meteoritos y
partículas solares y cósmicas), que continúan hasta nuestros días.
© NASA
Basalto lunar del sitio del Apolo 12.
Picado por el bombardeo de micro meteoritos
La cara oculta de la Luna saturada de impactos
© NASA
Algunos hechos acerca de la Luna
La distancia promedio a la Tierra: 385,000 km (casi 10 veces la circunferencia de la Tierra)
Circunferencia: 10,921 km (aprox. Cuatro veces más pequeña que la circunferencia de la Tierra)
Gravedad superficial: 1.62 m/s2 (seis veces más débil que en la Tierra)
Temperatura superficieal en el ecuador: min. -173˚C; max. 117˚C.
El tiempo que le toma a la Luna completar una rotación completa sobre su eje –
(un día lunar) es el mismo que le toma una órbita comleta a la Tierra; es por eso
que la Luna siempre muestra una misma cara hacia la Tierra.
Partial eclipse
umbra
sun
moon
penumbra
earth
Total Eclipse
Los eclipses solares totales son el resultado de una extraordinaria coincidencia celeste. Los tamaños de
la Luna y del Sol aparecen idénticos vistos desde la Tierra, ya que el diámetro del Sol es 400 veces el de
la Luna y la distancia del Sol a la Tierra es 400 veces la distancia a la Luna. Durante la Luna Nueva
solamente la capa exterior del Sol permanece visible, la espectacular corona.
Las misiones rusas a la Luna
La exploración y “conquista” de la Luna se atribuye comunmente al programa Apolo de los Estados
Unidos. Sin embargo, muchos consideran que fueron los rusos los verdaderos pioneros en nuestro
satélite.
En 1959:
LUNA 1 primer objeto artificial en escapar de la gravedad terrestre y aproximarse a la Luna
LUNA 2 primer objeto artificial en impactar en la Luna
LUNA 3 primeras fotografías de la “cara oculta” de la Luna
En efecto, nadie antes de 1959 sabía cómo se veía el lado oculto de la Luna.
Fue sorprendente: pocas áreas oscuras (mares) y monótonas superficies
claras llenas de cicatrices dejadas por incontables impactos.
Los rusos perseveraron con su programa de exploración mientras que los americanos se ocupaban
desarrollando el más ambicioso programa espacial: llevar al primer humano a la Luna.
En 1966, el programa ruso continuó:
LUNA 9 primer aterrizaje suave exitoso.
LUNA 10 primer satélite en órbita alrededor de la Luna
(seguido por Luna 11 y 12)
Luna 1
Aquí llega la caballería…
Pero los americanos respondieron con un desempeño extraordinario incluyendo:
Apolo 8
primer órbita lunar tripulada
1968
Apolo 11
primer hombre en pisar la Luna
1969
Apolo 14
primeras imágenes a color de la
1971 Enero
Apolo 15
primer uso del rover lunar (~28 km)
1971 Julio
Apolo 16
primera misión a tierras altas
1972
Apolo 17
primera misión con un científico a bordo
1972
Esta también fue la última misión tripulada a la Luna.
En total las misiones Apolo regresaron con 381.7 kg de rocas y otros materiales de
la superficie
© NASA
S
a
t
u
r
n
V
r
o
c
k
e
t
Todo comenzó hace muchos años…
Hipótesis del impacto gigante
¿De dónde viene la Luna? Los científicos piensan
que hace unos 4 mil 450 millones de años un gran
objeto del tamaño de Marte colisionó con la tierra.
El material eyectado se reformó y se convirtió en la
Luna.
© Joe Tucciarone
¿La Luna y la Tierra están hechas del mismo material?
La acreción lunar post-impacto
La respuesta es aproximadamente si: Los silicatos son
minerales predominantes en ambos cuerpos pero
existen muchas diferencias también. Por ejemplo, la
Luna carece de elementos volátiles (desde el H2O hasta
el potasio), y es más rica en Hierro comparada con la
Tierra.
© Hitoshi Muller
Indefensa, si no fuera por la Tierra…
Teniendo su débil campo gravitatorio, la Luna carece de una atmósfera gaseosa y la
presión es demasiado baja para permitir la existencia de líquidos en su superficie. Más
aún, todo el planeta ha estado “muerto” por miles de millones de años, sin fenómenos
tectónicos o erupciones medibles en los últimos mil millones de años.
En verdad, esto es lo que hace a la Luna tan fascinante para los
científicos. Representa un laboratorio planetario casi perfecto,
una “geo-grabadora” ubicada a una distancia conveniente de la
Tierra y dejada a merced de los elementos del espacio. Ésta ha
sido modificada solamente por factores externos como impactos
y radiación, y carece de cualquier factor que pueda modificar su
superficie incluyendo agua, una atmósfera, una biósfera, o
actividad tectónica…
© NASA
Una superficie abatida…
La superficie lunar representa una oportunidad única para acceder a un registro del planeta Tierra,
justo desde el momento cuando se formó y su viaje a través del espacio y el tiempo. En efecto
algunas muestras lunares han sido fechadas alrededor de los 4 mil 500 millones de años, cerca del
tiempo en que se formó el sistema Tierra/Luna, un registro completamente borrado de nuestra
superficie planetaria.
Tan importante como la composición de la Luna es su
registro de impactos, fundamental para ayudarnos a
comprender la evolución dinámica de todo el Sistema Solar,
incluyendo el papel que han tenido los grandes impactos en
nuestro planeta con relación a los eventos de extinción y
cambios climáticos.
© LPI
© James Garry,
Fastlight
En la tierra, encontramos poca evidencia de impactos
pasados. Esto se debe a que nuestro planeta se
encuentra “vivo” y la corteza es reciclada
contínuamente por los elementos y la vida, pero más
importante por la tectónica de placas. La capa
fragmentada de la superficie de la Tierra sufre
distorsiones (debido a pliegues montañosos, p.e.), es
creada (a través de crestas oceánicas, p.e.) y se
destruye (por medio de la subducción de placas, p.e.).
Esto implica una pérdida irreparable de los registros de
impactos antiguos.
Los primeros años – formación de la corteza
El modelo más aceptado sobre la evolución lunar es el siguiente…
•La primera capa exterior de la Luna estaba completamente
derretida: un océano de magma que cubría al planeta
entero.
•Mientras se enfriaba y cristalizaba el magma los “cristales
ligeros” tendieron a concentrarse en la superficie mientras
que los “cristales densos” se hundían poco a poco.
•La Luna, en las primeras etapas de este proceso, debió
verse tremendamente brillante, gracias a las rocas ricas en
aluminio y silicio en su superficie.
•En lo profundo los cristales pesados acumulados pasaron
por un proceso de fundido parcial y una parte de este
líquido llegó a la superficie.
•Materiales radioactivos en lo profundo continuaron con el
proceso de calentamiento, con más magma líquido
moviéndose hacia la superficie.
Fragmentación de la corteza lunar.
El pasado y el futuro…
Alrededor de hace 2 mil 600 millones de años el interior de la
Luna se enfrió en un punto y profundidad que no permitió al
magma alcanzar la superficie. La superficie lunar alcanzó la
“edad adulta”.
En contraste, la Tierra continuaba muy activa y cambiante. Hay
pocos lugares donde pueden encontrarse rocas que datan del
Arcaico Tardío y la mayoría están muy modificadas.
© nationalatlas.gov
La vida daba sus primeros e inseguros pasos en un ambiente
relativamente violento y dinámico. Pero la Luna ya no se
modificó y se mantuvo espectante…
Rocas Arcaicas altamente modificadas en Norte América.
Si nosotros sabemos tanto sobre la Luna ¿Por qué seguimos
invirtiendo tanto dinero en instrumentos que mandamos a
orbitar nuestro satélite? Y ¿por qué estamos planeando enviar a
personas de regreso a su superficie?
Uno de los posibles escenarios de asentamientos lunares.
¿Por qué, de nuevo, la Luna?
Como siempre, la humanidad está motivada por una insaciable búsqueda de conocimiento y
también de poder.
Las potencias mundiales emergentes están enviando y planificando nuevas misiones a la Luna, en
parte por objetivos científicos pero también por prestigio político y estímulos económicos. Los
países líderes no ven con agrado ser dejados atrás.
India
Japón
China
Algunas preguntas geológicas sobresalientes:
¿Las mediciones hechas por las misiones Apolo son representativas de
toda la Luna o solo de pequeñas áreas alrededor de los sitios de
aterrizaje?
Roberto Bugiolacchi (Max-Planck Institute for Solar System
Research, Germany) - Galilean Nights Task Group
Galilean Nights es un proyecto plar del IYA2009
http://www.galileannights.org/
Contacto
Catherine Moloney
[email protected]
Traducción al español
Astroseti.org – Lourdes Cahuich
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La Luna - Año Internacional de la Astronomía 2009 en España