Fuentes de fuego, un tipo de erupción que se produce con frecuencia en Hawai, requieren la presencia de volátiles mezclados con lava en erupción. Los compuestos volátiles se convierten en gas a medida que la lava asciende desde las profundidades. Esa expansión de ese gas provoca que la lava explote en el aire cuanda alcanza la superficie.
"La pregunta durante muchos años era qué gas producía este tipo de erupciones en la Luna", señala Alberto Saal, profesor asociado de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias en Brown y autor de la nueva investigación. "El gas se va, por lo que no ha sido fácil de entender", añade.
La investigación, publicada en 'Nature Geoscience', sugiere que la lava asociada con fuentes de fuego lunares contenía cantidades significativas de carbono. Como surgió de las profundidades lunares, ese carbono se combinó con el oxígeno para hacer grandes cantidades de monóxido de carbono (CO), que fue responsable de las fuentes de fuego que pulverizaron el vidrio volcánico sobre partes de la superficie lunar.
Durante muchos años, se pensó que la Luna carecía de volátiles como hidrógeno y carbono y hasta la última década más o menos, no se detectaron volátiles definitivamente en muestras lunares. En 2008, Saal y sus colegas detectaron agua en gotas volcánicas lunares y siguieron ese descubrimiento identificando azufre, cloro y flúor.
Hasta que fue evidente que la Luna no estaba completamente carente de volátiles como se pensaba, ninguno de los compuestos volátiles que habían sido detectados eran consistentes con las erupciones de fuentes de fuego. Por ejemplo, si el agua había sido la fuerza motora, debía haber firmas mineralógicas en las muestras recuperadas, pero no había ninguna.
Para esta investigación, Saal y sus colegas analizaron cuidadosamente los granos de cristal traídos a la Tierra por las misiones Apolo 15 y 17. En particular, observaron muestras que contenían inclusiones de fusión, pequeños puntos de magma fundido que quedó atrapado dentro de cristales de olivino. Los cristales atrapan gases presentes en el magma antes de que puedan escapar.
Aunque se detectaron previamente otros volátiles en los vidrios volcánicos lunares e inclusiones fundidas, la medición de carbono ha sido difícil de alcanzar debido a las altas limitaciones en la detección de las técnicas analíticas disponibles. Erik Hauri, del Instituto Carnegie para la Ciencia, ha desarrollado una técnica de investigación de última generación de iones reduciendo las limitaciones de detección de carbono en dos órdenes de magnitud, lo que permite una detección de 0,1 parte por millón.
"Este avance dependía de la capacidad de la sonda de iones NanoSIMS de Carnegie para medir increíblemente bajos niveles de carbono en los objetos que tienen el diámetro de un cabello humano --apunta Hauri--. Es realmente un logro notable, tanto científica como técnicamente".
Los investigadores probaron las inclusiones de fusión utilizando espectroscopia de masas de iones secundarios. Calcularon que las muestras contenían inicialmente entre 44 a 64 partes por millón de carbono. Al tener carbono detectado, los investigadores diseñaron un modelo teórico de cómo los gases podrían escapar del magma lunar a varias profundidades y presiones, calibradas a partir de los resultados de los experimentos de laboratorio a alta presión.
El modelo había sido utilizado durante mucho tiempo para la Tierra. Saal y sus colegas cambiaron varios parámetros para que coincidieran con la composición y las condiciones que afectan al magma lunar. El modelo mostró que el carbono, a medida que se combina con el oxígeno para formar gas CO, se habría desgasificado antes que otros volátiles.
"La mayor parte del carbono se habría desgasificado profundamente bajo la superficie --señala Saal--. Otras sustancias volátiles como el hidrógeno se desgasificaron después, cuando el magma estaba mucho más cerca de la superficie y después de que la lava comenzara a romperse en pequeños glóbulos. Eso sugiere que el carbono conducía el proceso en sus etapas iniciales".
Además de proporcionar una respuesta potencial a las cuestiones de hace mucho tiempo que rodean a las fuentes de fuego lunares, los resultados también sirven como más evidencia de que algunos depósitos volátiles en el interior de la Luna comparten un origen común con los depósitos de la Tierra, dicen los investigadores.
La cantidad de carbono detectado en las inclusiones de fusión resultó ser muy similar a la cantidad de carbono que se encuentra en basaltos de erupciones en las dorsales oceánicas de la Tierra. Saal y sus colegas han demostrado previamente que la Tierra y la Luna tienen concentraciones similares de agua y otros volátiles y que las relaciones de isótopos de hidrógeno a partir de muestras lunares son similares a las de la Tierra.
Si los depósitos volátiles de la Tierra y la Luna en efecto comparten una fuente común, esto tiene implicaciones para entender el origen de la Luna. Los científicos creen que la Luna se formó cuando la Tierra fue golpeada por un objeto del tamaño de Marte muy temprano en su historia y los restos de ese impacto formaron la Luna por acreción.
"La evidencia volátil sugiere que, o bien algunos de los volátiles de la Tierra sobrevivieron a ese impacto y fueron incluidos en el acrecimiento de la Luna o que los volátiles fueron entregados tanto a la Tierra como a la Luna, al mismo tiempo de una fuente común, tal vez un bombardeo de meteoritos primitivos", plantea Saal.http://www.diariodenavarra.es/
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