La Luna es excepcionalmente grande en comparación con su
planeta la Tierra: un cuarto del diámetro del planeta y 1/81 de su masa. Es
el satélite más grande del Sistema Solar en relación al tamaño de su planeta
(aunque Caronte es más grande en relación al planeta enano Plutón). La
superficie de la Luna es menos de una décima parte de la de la Tierra, lo que
representa cerca de un cuarto del área continental de la Tierra. Sin embargo,
la Tierra y la Luna siguen siendo consideradas un sistema planeta-satélite, en
lugar de un sistema doble planetario, ya que su baricentro, está ubicado cerca
de 1700 km (aproximadamente un cuarto del radio de la Tierra) bajo la
superficie de la Tierra
Formación
Varios mecanismos han sido propuestos para explicar la
formación de la Luna hace 4527±10 millones de años. Esta edad está calculada,
según la datación del isótopo de las rocas lunares, entre 30 y 50 millones de
años luego del origen del sistema solar. Estos incluyen la fisión de la Luna
desde la corteza terrestre a través de fuerzas centrífugas, que deberían haber
requerido también un giro inicial de la Tierra; la atracción gravitacional de
la Luna en estado de formación, que hubiera requerido una extensión inviable
de la atmósfera para disipar la energía de la Luna, que se encontraba pasando;
y la co-formación de la Luna y la Tierra juntas en el disco de acreción
primordial, que no explica la depleción de hierro en estado metálico.Estas
hipótesis tampoco pueden explicar el fuerte momento angular en el sistema
Tierra-Luna
La hipótesis general hoy en día es que el sistema
Tierra-Luna se formó como resultado de un gran impacto: un cuerpo celeste del
tamaño de Marte colisionó con la joven Tierra, volando material en órbita
alrededor de esta, que se fusionó para formar la Luna.12 Se cree que impactos
gigantescos eran comunes en el Sistema Solar primitivo. Los modelados de un
gran impacto a través de simulaciones computacionales concuerdan con las
mediciones del momento angular del sistema Tierra-Luna, y el pequeño tamaño del
núcleo lunar; a su vez demuestran que la mayor parte de la Luna proviene del
impacto, no de la joven Tierra.13 Sin embargo, meteoritos demuestran que las
composiciones isotópicas del oxígeno y el tungsteno de otros cuerpos del
Sistema Solar interior tales como Marte y (4) Vesta son muy distintas a las de
la Tierra, mientras que la Tierra y la Luna poseen composiciones isotópicas
prácticamente idénticas. El mezclado de material evaporado posterior al impacto
entre la Tierra y la Luna pudo haber equiparado las composiciones, aunque esto
es debatido.
La
importante cantidad de energía liberada en el gran
impacto y la subsecuente
fusión del material en la órbita de
la Tierra pudo haber derretido la capa superficial
de la Tierra, formando un océano de magma.1617 La recién formada Luna pudo
también haber tenido su propio océano de magma lunar; las estimaciones de su
profundidad varían entre 500 km y el radio entero de la Luna.
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