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* El Bombardeo Intenso Tardío o Cataclismo Lunar


El bombardeo intenso tardío (conocido también como cataclismo lunar, último bombardeo intenso o LHB) es un período, en torno a hace 3800-4100 millones de años, en el que la Luna y otros cuerpos del Sistema Solar interior sufrieron frecuentes impactos muy violentos de grandes asteroides. Este período es el causante de la mayor parte de los cráteres que actualmente se observan tanto en la Luna como en Mercurio.

El LHB desentrañaría un misterio acerca del origen de la Tierra, ya que, en su historia geológica, apenas existen restos de rocas con más de 3 800 millones de años de antigüedad. Sin embargo, teniendo en cuenta la temperatura inicial y la masa y volumen del planeta, éste debería haber dispuesto de una corteza sólida muchísimo tiempo antes. Incluso considerando el impacto de Theia y la formación de la propia Luna (algo que calentó mucho a nuestro planeta), los datos no encajan: la Tierra debería haber tenido una superficie sólida muchos millones de años antes.

Una explicación que contestaría las dos preguntas es que el responsable de ese calentamiento extra y la desaparición de la primitiva corteza fue justamente el intenso bombardeo tardío. Esa lluvia apocalíptica de meteoritos cubrió la superficie terrestre de cráteres y proporcionó una inmensa cantidad de energía térmica al primitivo planeta. La Tierra no es tan estática como la Luna y es muy difícil hoy tener una idea de cómo debió de ser la cosa, pero podemos realizar estimaciones a partir de los efectos del LHB sobre nuestro satélite, extrapolando los números: decenas de miles de cráteres de más de 20 kilómetros de diámetro se formaron en ese corto período, pero por más impresionante que sea esto, se trató de impactos relativamente pequeños comparados con los más violentos. Se formaron decenas de cráteres de más de 1.000 kilómetros de diámetro, y varios de más de 5.000 kilómetros de diámetro.

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Simulación de la hipótesis de resonancia orbital Júpiter-Saturno. Esto habría producido un barrido del Cinturón de Kuiper que hubiera llevado a multitud de cuerpos pequeños a caer a la órbita interna del Sistema Solar.

La teoría del Planeta V

En 2002 los astrónomos John Chambers y Jack Lissauer plantearon una posible causa del LHB: la existencia de un quinto planeta rocoso más allá de Marte, el denominado Planeta V, que podría haber estado entre Marte y el cinturón de asteroides. Utilizando simulaciones por ordenador, Chambers y Lissauer construyeron un modelo en el que el Planeta V tenía una órbita inestable debido a su interacción gravitatoria con los planetas interiores; sin embargo, la inestabilidad era suficientemente pequeña como para que la órbita se modificase poco a poco, de modo que hubo que esperar hasta alrededor de 4.000 millones de años atrás para que el planeta finalmente entrase en una órbita altamente elíptica que lo llevaría primero a cruzar el cinturón de asteroides y luego a precipitarse hacia el Sol, donde desaparecería.

Al atravesar el cinturón de asteroides, el Planeta V impactó contra algunos de ellos, pero además modificó la órbita de muchos otros, haciendo que cayeran hacia la región interior del Sistema: hacia Marte, Venus, la Tierra (y su satélite) y Mercurio, produciendo el cataclismo que denominamos intenso bombardeo tardío. Los modelos matemáticos empleados por estos científicos encajan muy bien con los datos que tenemos pero, por supuesto, no son una prueba concluyente ni de la existencia del LHB ni de la explicación del Planeta V.

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La hipótesis de los planetas gaseosos

Otra posible explicación es que la formación del Sistema Solar exterior haya tardado más de lo que pensábamos: algunos modelos muestran que los planetas rocosos interiores se formaron rápidamente, pero la menor densidad de material en la región externa del disco de acreción que formó nuestro sistema pudo hacer que Urano y Neptuno se formasen relativamente tarde —hace unos 4 000 millones de años. Su presencia entonces alteró el equilibrio de muchos cuerpos pequeños del sistema, haciendo que muchos de ellos tuvieran órbitas inestables que los llevaron a caer hacia la región interior e impactar contra los planetas rocosos y sus satélites. Sin embargo, las teorías más aceptadas actualmente postulan una formación muy rápida de los gigantes gaseosos, algo que desmonta esta teoría, ya que Urano y Neptuno hubieran existido entonces desde mucho antes que se produjera el LHB.

La hipótesis de la resonancia orbital

Finalmente, otra serie de simulaciones por ordenador realizadas por R. Gomes, H.F. Levinson, K. Tsiganis y A. Morbidelli, y publicadas en Nature en 2005 postulan otra posible explicación: si la densidad de los objetos más allá de Neptuno es suficientemente grande, es posible que su “tirón gravitatorio” sobre los gigantes gaseosos en la juventud del Sistema Solar haya ido modificando poco a poco su órbita. Unos de ellos afectaron a otros, de manera que casi todos se fueron alejando poco a poco del Sol excepto Júpiter, que se acercó ligeramente a la estrella. Llegado cierto momento, Júpiter y Saturno entraron en una resonancia orbital 1:2 y el Sistema Solar se volvió muy, muy inestable.

Dos cuerpos celestes entran en resonancia orbital cuando sus períodos orbitales (el tiempo que tarda cada uno en dar una vuelta completa) forman una relación sencilla de números enteros. A veces esto no significa mucho, pero otras puede tener consecuencias determinantes: puede hacer que se queden “fijos” en esas órbitas, al tirar uno del otro de modo que no puedan escapar de ellas, en cuyo caso se tiene una configuración muy estable o puede suceder justo lo contrario, si los tirones gravitatorios crean órbitas excéntricas en esos cuerpos o en otros.

En el caso de una resonancia 1:2 entre Júpiter y Saturno, los modelos de Gomes y su equipo muestran que multitud de objetos pequeños del cinturón de asteroides sufrirían perturbaciones en sus órbitas que los precipitarían hacia el interior del sistema mientras los dos grandes gigantes gaseosos seguirían modificando sus propias órbitas hasta tener las actuales –que no tienen esa resonancia –. Esto explicaría, por supuesto, el LHB de manera satisfactoria. Todas las explicaciones tienen algo en común: parten de la base de un Sistema Solar en continua transformación.

Avances en el LHB

Esta semana, dos trabajos en la revista ‘Nature’ revelan claves sobre el origen y la frecuencia de esta lluvia de asteroides y cometas, que se inició cuando se formaba el Sistema Solar.En uno de los trabajos, los investigadores Brandon Johnson y Jay Melosh, de la Universidad Purdue (Estados Unidos) han analizado un rastro de polvo procedente de estos cometas en capas rocosas donde quedó incrustado. “Se trata de partículas que se vaporizan durante el impacto del asteroide y llegan a la atmósfera, allí se vitrifican (solidifican) y vuelven a caer a la superficie dejando una capa que son las huellas de estas catástrofes”, explica el investigador español Jesús Martínez-Frías, del Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

Velocidad de los impactos

Las características de estas partículas, que se expandieron por el espacio como una gran pluma de vapor durante la colisión, ayudan a determinar cómo son los asteroides o a qué velocidad llegaron al planeta. Las esférulas analizadas por Johnson y Melosh son de impactos de hace entre 3.500 millones y 35 millones de años e indican que el número de proyectiles que chocaron durante esta tormenta de rocas fue mayor de lo que se pensaba, y luego fue decayendo.

Sus conclusiones dan crédito a la hipótesis mantenida hasta ahora de que cambios en el Sistema Solar influyeron en este bombardeo, dado que se alteró la trayectoria de objetos de un Cinturón de Asteroides situado entre Marte y Júpiter, enviándolos rumbo a la Tierra. “Esta es la primera evidencia sólida de lo que sucedió en realidad”, apunta Melosh en un comunicado.

Los investigadores, gracias a estas redondas ‘gotas’ de roca, han deducido que algunos asteroides tenían entre seis y 58 kilómetros de diámetro (varias veces más grande que el que acabó con los dinosaurios), pero la mayoría eran más pequeños y su patrón de distribución coincide con la del mencionado Cinturón de Asteroides. “Tenemos por vez primera una conexión directa entre las dimensiones de los cráteres en la Tierra primitiva y los asteroides que hay en el espacio”, destaca el científico americano.

Los cráteres de la Luna

Hasta ahora, y dado que los cráteres de aquellos primeros momentos han desaparecido o están erosionados, los investigadores se centraban en el estudio de los impactos en la Luna. “Las esférulas nos abren un nuevo camino para conocer la historia terrestre, porque todos los asteroides de más de 10 kilómetros de diámetro dejaron una capa de esférulas”, añade Johnson, quien recuerda que estos impactos pudieron ser el origen de la vida, al haber introducido materia orgánica en un planeta muerto.

Para estudiar estas esférulas, conservadas en el expediente geológico y de no más de un milímetro de diámetro, utilizaron modelos de ordenador que previamente habían desarrollado sobre condensación.

Melosh cree que sus resultados permitirán a su equipo calcular los efectos del impacto de uno o varios asteroides sobre este planeta. Esta ‘calculadora’ podría permitir a cualquier averiguar los daños de una colisión de este tipo en el planeta.

Rocas volatilizadas

El segundo trabajo, de William F. Bottke, como primer firmante, concluye que aquel gigantesco bombardeo duró más de lo que se pensaba, para lo cual también analizan esférulas procedentes de impactos. Al menos han localizado siete capas de estos restos de rocas volatilizadas que se formaron hace entre 3.230 y 3.470 millones de años; otras cuatro capas de hace entre 2.490 y 2.630 millones de años; y otras de hace entre 1.700 y 2.100 millones de años.

Aseguran que se debió a una desastabilización del Cinturón de Asteroides por la migración de un planeta gigante.

“Los autores aportan modelos que sugieren una dinámica asteroidal, en este período más turbulento de reorganización planetaria del Sistema Solar primigenio, que favoreció el acercamiento de asteroides a la Tierra causando gigantescos impactos”, señala Martínez-Frías.

Para el investigador español, para confirmar estos modelos habrá que investigar en la Luna “ya que nuestro satélite parece ser, en sí misma, una evidencia de estas catástrofes, donde los procesos que ocurrieron en estas etapas se conservan mejor que en la Tierra (debido a la inactividad geológica) y por ello pueden estudiarse mejor que en nuestro propio planeta”.

Fuente: Wiki, El Mundo

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