Los datos del radar lunar de la misión Chang’e 3 de China revelan nuevas pistas sobre el antiguo pasado de la luna

La polvorienta superficie de la luna, inmortalizada en fotografías de las huellas de los astronautas del Apolo en la luna, se formó por colisiones de asteroides y el duro entorno del espacio que rompió rocas durante millones de años. Una capa antigua de este material, cubierta por flujos periódicos de lava y ahora enterrada debajo de la superficie de la luna, podría proporcionar una nueva perspectiva del pasado profundo de la luna, dijo un equipo de científicos.

«Utilizando un cuidadoso procesamiento de datos, encontramos nuevas evidencias intrigantes de que esta capa enterrada, llamada paleoregolito, puede ser más gruesa de lo esperado», dijo Tiyuan Zhou, profesor asistente de geofísica en Penn State. «Estas capas no se han alterado desde su formación y podrían ser registros importantes para determinar el impacto temprano de los asteroides y la historia volcánica de la Luna».

Chang’e 3, el primer módulo de aterrizaje lunar de China, fotografiado por el rover Yutu. Crédito: Administración Nacional del Espacio de China

El equipo, dirigido por Zhu, realizó un nuevo análisis de los datos de radar recopilados por la misión china Chang’e 3 en 2013, que realizó las primeras mediciones directas de radar terrestres en la Luna.

Los investigadores identificaron una capa gruesa de fósiles antiguos, de aproximadamente 16 a 30 pies de altura, intercalada entre dos capas de roca de lava que se cree que tienen entre 2.300 y 3.600 millones de años. Los científicos dijeron que los hallazgos indican que el antiguo cráter se formó mucho más rápido que las estimaciones anteriores de 6.5 pies por mil millones de años.

La luna ha experimentado actividad volcánica a lo largo de su historia, lo que ha provocado la deposición de rocas de lava en la superficie. Con el tiempo, las rocas se descomponen en polvo y suelo, llamado regolito, con impactos repetidos de asteroides y meteorización espacial, solo para ser enterradas después de posteriores flujos de lava, dijeron los científicos.

«Los científicos lunares calculan los cráteres en la luna y utilizan modelos informáticos para determinar la tasa de producción de regolitos», dijo Chu. «Nuestros hallazgos proporcionan una limitación sobre lo que sucedió hace entre dos y tres mil millones de años. Esta es la contribución única de este trabajo».

Estudios anteriores han examinado el conjunto de datos, que se creó cuando el rover Yutu envió pulsos electromagnéticos al interior subterráneo de la luna y escuchó su eco. Zhou dijo que su equipo desarrolló un flujo de procesamiento de datos de cuatro pasos para mejorar la señal y suprimir el ruido en los datos.

Los científicos observaron cambios en la polaridad a medida que los pulsos electromagnéticos viajaban hacia abajo a través de las densas rocas de lava y la piedra antigua, lo que permitió al equipo distinguir entre las diferentes capas.

Posición aproximada de aterrizaje del módulo de aterrizaje chino Chang’e-3. Se lanzó a las 17:30 UTC el 1 de diciembre de 2013 y alcanzó la superficie lunar el 14 de diciembre de 2013. Las coordenadas de la luna son: 44,12 ° N 19,51 ° W. El lugar de aterrizaje planeado fue Sinus Iridum, un cráter lleno de lava de 249 km (155 millas) de diámetro. El desembarco real tuvo lugar en Mare Imbrium. crédito: NASA

«Nuestro artículo realmente proporciona la primera evidencia geofísica para ver este cambio de permitividad electromagnética de un valor pequeño para la piedra antigua a un valor grande para los flujos de lava», dijo Chu. «Detectamos este cambio de polaridad en los datos y creamos una imagen geofísica subterránea detallada hasta unos pocos cientos de metros de profundidad».

Los resultados pueden indicar una mayor actividad de meteoritos en el sistema solar durante este período hace miles de millones de años, según el equipo, que publicó recientemente sus hallazgos en la revista. Cartas de investigación geofísica.

Zhou dijo que las herramientas de procesamiento de datos pueden usarse para interpretar datos similares recopilados durante futuras misiones a la luna. Marte O en cualquier otro lugar del sistema solar. Su equipo ahora está trabajando con tecnología de aprendizaje automático para mejorar aún más los resultados.

“Yo diría que usamos técnicas tradicionales de procesamiento de datos, pero analizamos los datos con más cuidado y diseñamos el flujo de trabajo apropiado para tales datos lunares porque este es un entorno muy diferente al de la Tierra”, dijo Zhou. «Aquí en Penn State, ya hemos configurado este flujo de trabajo como código fuente abierto para colegas».

Referencia: “Capa de paleooligolito ultragruesa detectada por radar de penetración lunar: implicación para la formación rápida de Oregón entre 3.6 y 2.35 Ga” por Tieyuan Zhu, Jinhai Zhang y Yangting Lin, 7 de octubre de 2021, Cartas de investigación geofísica.
doi: 10.1029 / 2021GL095282

Jinhai Zhang y Yangting Lin, profesores de la Academia de Ciencias de China, contribuyeron a esta investigación.