Cronología del cráter lunar y flujo de impacto: consenso, controversias y el camino a seguir
En primer lugar, los académicos revisaron los puntos de anclaje existentes y la historia de la construcción de la cronología del cráter lunar. Antes del regreso de las muestras lunares, la estratificación del lado cercano de la Luna se basaba en datos de teledetección de telescopios terrestres y orbitadores lunares. Como se muestra en la Fig. 1, seis misiones tripuladas y cuatro misiones robóticas han traído de vuelta muestras, incluyendo basaltos y vidrio volcánico, de diferentes unidades geológicas de la Luna. Basándose en la litología y la historia térmica de estas muestras, las técnicas de datación radiométrica han determinado sus edades radiométricas, que luego se utilizan para interpretar las edades de exposición de las unidades geológicas. Sin embargo, las investigaciones de antecedentes geológicos de las muestras lunares revelaron incertidumbres debido a orígenes poco claros de las muestras y dificultades para derivar grupos de cráteres. La naturaleza mixta del regolito hace que la relación geológica entre las muestras y las unidades geológicas específicas sea poco clara. Los cráteres de impacto juegan un papel crucial en la estimación de las edades del modelo de las unidades geológicas en la Luna y otros cuerpos sólidos del sistema solar. Los académicos suelen ajustar funciones matemáticas para establecer funciones de cronología de cráteres lunares, que predicen las edades del modelo de las unidades geológicas en la Luna y otros cuerpos sólidos del sistema solar. Estas predicciones se validan con muestras devueltas de misiones de exploración espacial profunda. Por ejemplo, las muestras devueltas por la misión Chang’e-5 validaron aún más la confiabilidad de las técnicas de determinación de la edad basadas en estadísticas de cráteres, apoyando así el actual modelo popular de cronología de cráteres lunares.
Luego, el artículo presentó el principal consenso y los hallazgos con respecto al flujo de impacto lunar. En primer lugar, el registro de impacto lunar comenzó durante la fase de solidificación del océano de magma lunar. Los impactos tempranos no dejaron registros claros debido a la diferenciación continua del océano de magma. Después de que el océano de magma se solidificara en gran medida hace unos 4.46 mil millones de años, las estructuras de impacto lunar comenzaron a preservarse. En segundo lugar, el contenido inesperadamente alto de elementos altamente siderófilos (HSE) en el manto lunar sugiere que la Luna continuó siendo bombardeada por meteoritos condriticos después de la diferenciación del océano de magma, posiblemente debido a un evento de impacto de cubierta tardía. En tercer lugar, la comparación de las densidades de cráteres entre las tierras altas lunares y los mares indica que la Luna experimentó un evento de bombardeo pesado tardío, con un flujo de impacto significativamente mayor hace unos 3.8 mil millones de años en comparación con períodos posteriores. La cuenca del Polo Sur-Aitken (SPA), que se cree que es una de las estructuras de impacto más grandes de la Luna, posiblemente se formó hace unos 4.3 mil millones de años. Esto fue seguido por el período de bombardeo pesado tardío (LHB) hace unos 3.8 mil millones de años, lo que condujo a una evolución geológica y bioquímica significativa en la Luna y los planetas terrestres. Por último, desde hace unos 3.8 mil millones de años, el flujo de impacto lunar se ha mantenido relativamente estable, con picos ocasionales pero sin cambios significativos en la estabilidad general. Estos hallazgos son cruciales para comprender la evolución de la Luna y los planetas terrestres.
Luego, el artículo presentó los principales desacuerdos y progresos significativos en la resolución de la controversia en torno al flujo de impacto hace unos 3.8 mil millones de años. La principal incertidumbre en el flujo de impacto lunar surge de la discrepancia entre las edades radiométricas y las edades del modelo predichas por la cronología de los cráteres. Esta incertidumbre se deriva principalmente de la calibración imperfecta de las edades radiométricas y los datos estadísticos de producción de cráteres, que es común para las unidades geológicas más antiguas que aproximadamente 3.92 mil millones de años, con diámetros mayores que 300 kilómetros o menores que unos 10 metros. Además, existen otros problemas como las edades isotópicas precisas de las muestras devueltas que no indican claramente su fuente; los orígenes poco claros de los eventos de impacto lunar tempranos y la dinámica orbital; la posibilidad de que la cubierta tardía se haya formado después de la solidificación del océano de magma lunar, pero su origen específico sigue siendo incierto; la historia temprana del impacto lunar proporciona restricciones sobre las etapas finales de la formación planetaria, potencialmente relacionadas con la dinámica orbital de todo el sistema solar; la relación incierta entre el manto lunar tardío y los eventos de bombardeo pesado tardío, lo que dificulta atribuir las características geofísicas y geoquímicas tempranas a contextos geológicos específicos. Como se muestra en la Fig. 5, los grupos de cráteres en las tierras altas lunares se asemejan a los impactadores de asteroides del cinturón principal modernos, lo que sugiere que el cinturón de asteroides principal podría haber sido la fuente principal de impactos en la Luna antes de 3.8 mil millones de años. Sin embargo, la fuente y la dinámica de los impactadores tempranos siguen siendo inciertas y requieren más investigación para resolver estos problemas.
Por último, los autores resumieron la investigación actual y discutieron las futuras direcciones de investigación en el contexto de los retornos de muestras planificados. Si bien técnicas como el análisis de muestras, el mapeo geológico de alta resolución, las encuestas geofísicas y el modelado de la dinámica orbital pueden reducir las incertidumbres relacionadas con los orígenes poco claros de las muestras y los desafíos para derivar grupos de cráteres, no han abordado fundamentalmente la débil comprensión de los procesos de impacto de meteoritos tempranos. Actualmente, calibrar el flujo de impacto lunar basado en la muestra y la estructura del cráter sigue siendo difícil de alcanzar. Sin embargo, en los próximos años, con las próximas misiones de exploración lunar de varios países que devolverán más muestras y datos de teledetección, la investigación futura priorizará los sitios de muestreo de más de 3.92 mil millones de años. Este enfoque tiene como objetivo conectar la evolución planetaria y la dinámica orbital, resolver la historia temprana del impacto y mejorar aún más la comprensión del flujo de impacto lunar. Al diseñar nuevas misiones de exploración y estrategias de investigación, se esperan avances en la calibración del flujo de impacto lunar y la elucidación de los procesos de impacto de meteoritos tempranos.
