Científicos encuentran un aumento en los impactos de asteroides en la Tierra antigua al estudiar la luna

La superficie lunar está dominada por cráteres azules menores de 290 millones de años, lo cual es consistente con los de la Tierra, lo que indica que los bombardeos en ambos cuerpos han aumentado desde entonces. Crédito: NASA/LRO/USGS/University of Toronto

Un equipo internacional de científicos está desafiando nuestra comprensión de una parte de la historia de la Tierra al observar la Luna, la crónica más completa y accesible de las colisiones de asteroides que excavaron nuestro sistema solar. 

En un estudio publicado en Science, el equipo muestra que el número de impactos de asteroides en la Luna y la Tierra aumentó de dos a tres veces, comenzando hace unos 290 millones de años. 

"Nuestra investigación proporciona evidencia de un cambio dramático en la tasa de impactos de asteroides tanto en la Tierra como en la Luna que se produjo alrededor del final de la era del Paleozoico", dijo la autora principal Sara Mazrouei, quien recientemente obtuvo su doctorado en el Departamento de Ciencias de la Tierra en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Toronto (U of T). "La implicación es que desde ese momento hemos estado en un período de tasa relativamente alta de impactos de asteroides que es 2.6 veces mayor que hace 290 millones de años". 

Anteriormente se había asumido que la mayoría de los cráteres más antiguos de la Tierra producidos por los impactos de asteroides habían sido borrados por la erosión y otros procesos geológicos. Pero la nueva investigación muestra lo contrario. 

La imagen muestra el cambio en la tasa de impacto modelado en este documento. Algunos de los cráteres utilizados en el estudio tanto de la luna como de la Tierra se resaltan en el fondo. Crédito: Data from NASA GSFC / LRO / Arizona State University; Artwork by Rebecca Ghent

"La relativa rareza de los grandes cráteres en la Tierra con más de 290 millones de años y con menos de 650 millones de años no se debe a que hayamos perdido a los cráteres, sino a que la tasa de impacto durante ese tiempo fue menor que en la actualidad", dijo Rebecca Ghent, asociada. profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra de la U of T y uno de los coautores del artículo. "Esperamos que esto sea de interés para cualquier persona interesada en la historia del impacto tanto de la Tierra como de la Luna, y el papel que podría haber jugado en la historia de la vida en la Tierra". 

Durante décadas, los científicos han tratado de comprender la velocidad con que los asteroides golpean la Tierra mediante el uso de la datación radiométrica de las rocas que los rodean para determinar sus edades. Pero como se creía que la erosión causaba la desaparición de algunos cráteres, era difícil encontrar una tasa de impacto precisa y determinar si había cambiado con el tiempo. 

Una forma de evitar este problema es examinar la Luna, que es golpeada por asteroides en las mismas proporciones en el tiempo que la Tierra. Pero no había manera de determinar las edades de los cráteres lunares hasta que el Orbitador de Reconocimiento Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter LRO) de la NASA comenzó a rodear la Luna hace una década y estudiaba su superficie. 

"Los instrumentos de la LRO han permitido a los científicos mirar atrás en el tiempo a las fuerzas que dieron forma a la Luna", dijo Noah Petro, un científico del proyecto LRO con base en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. 

Utilizando los datos de la LRO, el equipo pudo reunir una lista de las edades de todos los cráteres lunares con una antigüedad inferior a mil millones de años. Lo hicieron utilizando datos del instrumento Diviner de LRO, un radiómetro que mide el calor que irradia la superficie de la Luna, para controlar la tasa de degradación de los cráteres jóvenes. 

La imagen muestra el método por el cual el instrumento Diviner en el Orbitador de Reconocimiento Lunar detecta el calor que emana de la superficie lunar, lo que permite a los científicos hacer un mapa de la abundancia de rocas alrededor de cráteres de impacto jóvenes. El equipo utilizó esta información para estimar las edades de los cráteres lunares de más de 10 kilómetros de diámetro; Los cráteres jóvenes tienen muchas rocas cerca de sus bordes, y esas rocas se descomponen en partículas más pequeñas con el tiempo, desapareciendo de los datos térmicos del Diviner. Crédito: Gráficos de datos de Rebecca Ghent; Ilustración de Thomas Gernon

Durante la noche lunar, las rocas irradian mucho más calor que un suelo de grano fino llamado regolito. Esto permite a los científicos distinguir rocas de partículas finas en imágenes térmicas. Gante había utilizado esta información anteriormente para calcular la velocidad a la que las rocas grandes que rodean los cráteres jóvenes de la Luna, expulsadas a la superficie durante el impacto de asteroides, se descomponen en el suelo como resultado de la lluvia constante de pequeños meteoritos durante decenas de millones de años. Al aplicar esta idea, el equipo pudo calcular las edades de los cráteres lunares que no tenían fecha. 

En comparación con una línea de tiempo similar de los cráteres de la Tierra, encontraron que los dos cuerpos habían registrado la misma historia de bombardeo de asteroides. 

"Quedó claro que la razón por la cual la Tierra tiene menos cráteres antiguos en sus regiones más estables es porque la tasa de impacto fue más baja hasta hace unos 290 millones de años", dijo William Bottke, experto en asteroides del Southwest Research Institute en Boulder, Colorado y otro de los coautores de la publicación. "La respuesta a la tasa de impacto de la Tierra estaba para todos clara a la vista". 

Se desconoce la razón del salto en la tasa de impacto, aunque los investigadores especulan que podría estar relacionado con grandes colisiones que tuvieron lugar hace más de 300 millones de años en el cinturón principal de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter. Tales eventos pueden crear escombros que pueden alcanzar el sistema solar interior. 

Ghent y sus colegas encontraron pruebas sólidas de sus hallazgos a través de una colaboración con Thomas Gernon, un científico de la Tierra de la Universidad de Southampton en Inglaterra que trabaja en una característica terrestre llamada pipas de kimberlita. Estas tuberías subterráneas son volcanes extintos que se extienden, en forma de zanahoria, a un par de kilómetros por debajo de la superficie, y se encuentran en algunas de las regiones menos erosionadas de la Tierra en los mismos lugares donde se encuentran cráteres de impacto conservados. 

"El escudo canadiense alberga algunos de los mejores estudiados y mejor conservados de estos terrenos, y también algunos de los grandes cráteres de impacto mejor estudiados", dijo Mazrouei. 

Gernon demostró que las tuberías de kimberlita formadas desde hace unos 650 millones de años no habían experimentado mucha erosión, lo que indica que los grandes cráteres de impacto más jóvenes en terrenos estables también deben estar intactos. 

"Así es como sabemos que esos cráteres representan un registro casi completo", dijo Ghent. 

Si bien los investigadores no fueron los primeros en proponer que la tasa de ataques de asteroides a la Tierra ha fluctuado en los últimos mil millones de años, son los primeros en mostrarla estadísticamente y cuantificar la tasa. 

"Los hallazgos también pueden tener implicaciones para la historia de la vida en la Tierra, que está marcada por los eventos de extinción y la rápida evolución de nuevas especies", dijo Ghent. "Aunque las fuerzas que impulsan estos eventos son complicadas y pueden incluir otras causas geológicas, como las grandes erupciones volcánicas, combinadas con factores biológicos, los impactos de asteroides seguramente han jugado un papel en esta saga en curso. 

"La pregunta es si el cambio previsto en los impactos de asteroides se puede vincular directamente con los eventos que ocurrieron hace mucho tiempo en la Tierra". 

Los hallazgos se describen en el estudio "El flujo de impacto de la Tierra y la Luna aumentó al final del Paleozoico", publicado en Science. El apoyo para la investigación fue proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia e Ingeniería de Canadá, el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA y el Consejo de Investigación de Medio Ambiente Natural del Reino Unido. 

El video ilustra la tasa de cambio de los impactos de asteroides en la Luna a lo largo del tiempo. Un equipo liderado por científicos de la Universidad de Toronto ha demostrado que la tasa de impactos tanto en la Luna como en la Tierra aumentó 2.6 veces más que hace 290 millones de años. Crédito: Credit: Data by Mazrouei et all (Science 2019; Video by SYSTEM Sounds)

Fuente: Universidad de Toronto,