20 de Julio“Día Internacional de la Luna”: importancia de la Geología Planetaria

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Jesús Martínez-Frías

Instituto de Geociencias, IGEO (CSIC-UCM)

La Luna nos ha acompañado a lo largo de todo nuestro periplo evolutivo. De hecho, se ha propuesto que ha sido un factor clave para posibilitar la propia emergencia y evolución de la vida en la Tierra. La Luna es extremadamente interesante desde el punto de vista científico y su geología está demostrando ser fundamental para la futura habitabilidad del ser humano en el espacio. Pero, como han puesto de manifiesto las misiones Apolo, gracias a la exploración de nuestro satélite hemos podido contemplar nuestro planeta con una nueva perspectiva (Fig.1), algo que está suponiendo un cambio de paradigma sociocultural a escala global.

Figura 1: «Amanecer de la Tierra» desde la luna. Foto tomada el 24 de diciembre de 1968 por Bill Anders. Créditos: NASA https://www.nasa.gov/image-feature/apollo-8-earthrise

Hace tan solo dos años, en 2021, la ONU decidió declarar el 20 de julio como “Día Internacional de la Luna”. De hecho, es incluso más reciente, ya que la Resolución 76/76 de Naciones Unidas (ONU, 2021) se aprobó el 9 de diciembre de 2021 y se publicó y distribuyó el 15 de diciembre de ese mismo año, como parte del septuagésimo periodo de sesiones, Tema nº 53, “Cooperación internacional para la utilización del espacio ultraterrestre con fines pacíficos”. Concretamente, en sus puntos 12 y 13, en dicha Resolución se declara oficialmente:

12. Recuerda con aprecio que el 12 de abril de 2021 se cumplió el 60º aniversario del primer vuelo espacial tripulado de la historia, realizado por elcosmonauta soviético Yuri Gagarin, que abrió el camino de la exploración espacial en beneficio de toda la humanidad.

13. Declara el 20 de julio Día Internacional de la Luna, para conmemorar cada año a nivel internacional el aniversario del primer aterrizaje de seres humanos en la Luna, el 20 de julio de 1969, en el marco de la misión lunar Apolo 11, tomando en consideración los logros de todos los Estados en la exploración de la Luna, y para sensibilizar sobre la exploración y utilización sostenibles de la Luna.

Naciones Unidas ya había declarado otras fechas que están relacionadas, desde distintas perspectivas,  con la actual, tales como el “Día Internacional de los vuelos espaciales tripulados” (12 de abril), el “Día Internacional de los Asteroides” (30 de junio), el “Año Internacional del Espacio” (1992) o el “Día Internacional de la Madre Tierra” (22 de abril), además de otros que relacionan objetos astronómicos con la sociedad y la cultura. Todos ellos son especialmente relevantes, pero el Día Internacional de la Luna conmemora el “gran paso” que constituye el hecho de que, por primera vez, el ser humano haya puesto su huella (Fig. 2) más allá de nuestro planeta, en nuestro satélite.

Figura 2: Esta huella emblemática marca uno de los primeros pasos que el ser humano dio en la Luna en julio de 1969. Corresponde al astronauta Buzz Aldrin, misión Apolo 11. Créditos: NASA

Pero, la Luna es importante por muchas más razones, geológicas, biológicas, astrofísicas, cosmoquímicas, e incluso socioculturales, acrisoladas recientemente gracias a la astrobiología, a través de la integración interdisciplinar de diferentes áreas de conocimiento. Sería absurdo pretender realizar aquí una contribución detallada sobre todas las implicaciones asociadas con la exploración e investigación de nuestro satélite. Pero, sí resulta factible proporcionar un barniz general sobre su relevancia, fundamentalmente geológica, y sobre cómo a través de la geología planetaria se están obteniendo datos cruciales que constituyen una especie de hilo conductor entre el pasado remoto hace miles de millones de años y nuestros orígenes con la futura expansión de la humanidad hacia el espacio.

Esta importancia geológica estratégica de la Luna está contemplada en la propia Resolución de Naciones Unidas, concretamente en el punto 34, cuando se especifica que “se tengan en cuenta la importancia de las aplicaciones de la ciencia y la tecnología espaciales y la utilización de datos geoespaciales obtenidos desde el espacio”. De manera más concreta, expresa lo siguiente:

34. Alienta a los Estados Miembros a que, con ese fin, aboguen por que en esas conferencias, cumbres y procesos se tengan en cuenta la importancia de las aplicaciones de la ciencia y la tecnología espaciales y la utilización de datos geoespaciales obtenidos desde el espacio y, en general, de datos e infraestructuras basados en el ámbito espacial, con la participación de la Oficina.

La Geología como disciplina fundamental

En cuanto al origen y características geológicas de la Luna, todos los modelos petrogenéticos y geoquímicos indican que la Luna se formó por el impacto de un objeto del tamaño de Marte contra nuestro planeta en sus primeros estadios al que se ha denominado Tea o Theia. Sin ánimo de ser exhaustivo, esto tiene distintas versiones, que incluyen, entre otras variantes, la existencia de diversos impactores.

También es importante tener en cuenta que al carecer de actividad geológica y no poseer una geodinámica activa, las rocas son muy importantes como auténticos registros que nos retrotraen a nuestros orígenes, sobre todo desde el punto de vista de la preservación de sus propiedades originales (obviamente, con la subsecuente alteración debida a los continuos impactos y a la meteorización espacial).

Ya disponemos de un mapa geológico unificado y muy detallado de nuestro satélite (Fig.3) y de una cartografía petrológica y mineralógica sobre sus principales formaciones, dominios y recursos (Fortezo et al. 2020). Este mapa geológico es fundamental para comprender mejor las zonas de habitabilidad y los recursos asociados.

Fig. 3: Mapa geológico unificado de la Luna. Escala 1:5.000.000 (Fortezo et al. 2020)

Sintetizando el conocimiento actual sobre ellas procede fundamentalmente de los más de 380 kg de rocas (Fig.4) que se trajeron a la Tierra en las misiones Apolo, de la caracterización de los meteoritos lunares que llegaron a nuestro planeta como consecuencia de grandes impactos contra la superficie de nuestro satélite y de las numerosas misiones robóticas/no tripuladas que se han ido enviando durante decenios.

Se podría decir que los dos grandes grupos petrológicos se corresponden con los de la dicotomía lunar que nos permite diferenciar entre las tierras bajas o los maria, esencialmente basálticos y las tierras altas, highlands, del tipo anortosita-norita-troctolita (ANT).

Dentro de los basaltos también se han identificado diferentes tipologías, como los de tipo FeTi, ricos en ambos elementos, los de tipo KREEP, en los que son abundantes el potasio, las tierras raras y el fósforo y una gran variedad de basaltos fragmentarios, que corresponden al resultado de la intensa y continua serie de impactos sobre su superficie (Fig.4).

Fig. 4: Diferentes tipos de fragmentos de roca y suelo lunares, incluyendo esférulas de impacto (misión Apolo 11). Todos los fragmentos están entre los 2 y 4 mm. Créditos Foto: NASA/Randy Korotev.

Cualquier estudio que aborde la utilización como recurso (ISRU: in situ resource utilization) del regolito lunar debe tener en cuenta esta geodiversidad petrológica y geoquímica, que será crucial para identificar el regolito más apropiado para su uso con diferentes fines: construcción de infraestructuras, pistas de despegue y aterrizaje, caminos, carreteras, escudos anti-radiación, agricultura (cultivo de planteas y alimentos), extracción de oxigeno a partir de los óxidos (ej. ilmenita – Fig. 5) y silicatos existentes, extracción de He-3, cuya presencia, debida a la acción del viento solar,  se ha identificado como de relevancia potencial, etc.

Es decir, en la Luna se hará ciencia con distintos objetivos en los que la geología tiene una importancia clave. Además, se hará ciencia en la Luna para la Luna, ciencia en la Luna para la Tierra, ciencia en la Luna en relación con observaciones astronómicas y monitorización de objetos potencialmente peligrosos o ciencia en la Luna hacia Marte y más allá, con una gran diversidad de experimentos, tales como se vienen desarrollando en la Estación Espacial Internacional y otros nuevos.

Fig. 5: Mapa de bundancia de TiO2 (LROC – Lunar Reconnaissance Orbiter Camera  Wide Angle Camera (WAC) en los marias basálticos lunares (Sato et al. 2017)

Desde España venimos trabajando y desarrollando estudios científicos desde hace decenios. Mi primer artículo sobre los recursos lunares se remonta a 1995, cuando estos temas eran abordados como si se tratara casi de ciencia ficción (Martínez-Frías et al. 1995). A este le siguieron otros (Martínez-Frías et al. 1997, 1998; Lunar y Martínez-Frías, 2004, entre otros), con estudios concretos sobre:

  • simulantes regolíticos y sus propiedades geotécnicas (Rodríguez-Losada et al. 2010);
  • la utilización de análogos para la definición de una ruta experimental lunar (Cresco et al. 2017), la fabricación de simulantes regolíticos (Alberquilla et al. 2022);
  • la dirección de proyectos para el establecimiento de una base semipermanente en el polo sur (Eich-Macheh et al. 2023);
  • el envío de material basáltico de Lanzarote al espacio en un picosatélite para comprender cómo tiene lugar su deterioro en condiciones de espacio en conexión con la futura utilización de basaltos como materiales de construcción;
  • así como en la instrucción de astronautas (Sauro et al. 2023), en el Geoparque Mundial UNESCO de Lanzarote y Archipiélago Chinijo (programa ESA/PANGAEA), entre otros.

Ya ha arrancado la misión Artemisa de la NASA (Fig. 6) que, al igual que la misión Apolo, comporta un proceso que se desarrolla a través de distintas etapas.

Fig. 6: Imagen del despegue de la misión Artemisa 1. 16 de Noviembre de 2022. NASA’s Kennedy Space Center in Florida. Créditos: NASA/Bill Ingalls

Ya se ha seleccionado incluso a la primera tripulación de los cuatro astronautas que formarán parte de Artemisa II, prevista para 2024 (Fig. 7). En el equipo se encuentran Christina Koch, que será la primera mujer en participar en una misión lunar y Victor Glover, Reid Wiseman y el canadiense Jeremy Hansen.  Artemis II pretende continuar la exitosa prueba de vuelo de Artemisa I, que lanzó una nave Orión sin tripulación, sobre el cohete SLS. Artemis II será el primer del vuelo tripulado alrededor de la Luna (tras los vuelos Apolo), pero no el primer aterrizaje luna. Este está previsto que se produzca a lo largo de la presente década.

Fig. 7: Los cuatro astronautas seleccionados para Artemisa II: Christina Koch, Victor Glover, Reid Wiseman y Jeremy Hansen. Foto tomada en el simulador Orión en el NASA Johnson Space Center,  Houston. Créditos: NASA/James Blair

El programa Artemisa  ya conlleva aspectos de habitabilidad lunar e incluso objetivos que, con el tiempo y el desarrollo de nuevas tecnologías y el progreso científico, nos llevan aún más allá: a Marte. El ser humano volverá a la Luna y esta vez será una mujer quien ponga su huella. Ya se han identificado las zonas más probables con las condiciones de iluminación y otros aspectos,  donde se establecerá la futura base lunar, con toda probabilidad en el polo sur (Fig. 8), y la distribución de otro recurso que será de importancia extrema: el agua en forma de hielo.

Fig.8: Regiones candidatas para Artemis III. Cada región es de aproximadamente 15 x 15 km. La zona del cráter Shackleton es un candidato potencial. Créditos: NASA

Es decir, la humanidad se ha abierto al espacio y este se ha abierto a la humanidad en toda su dimensión y disciplinas. La definición, por Naciones Unidas, de un Día Internacional de la Luna es una evidencia más que ejemplifica la importancia de nuestro satélite para el futuro del ser humano en su proyección hacia el cosmos. En mi opinión, es un proceso imparable en el que la Geología planetaria juega y jugará un papel crucial. No hay que olvidar que el único científico que hasta el momento ha estado en la Luna ha sido un geólogo: Harrison Schmitt (Fig.9). Él fue un pionero, pero después de él habrá muchos más.

Fig. 9: El geólogo y astronauta de la misión Apolo 17 Harrison Schmitt recogiendo muestras lunares. Créditos: NASA

Sin duda, la geología planetaria será una de las disciplinas del futuro y desde el Ilustre Colegio Oficial de Geólogos ya se contempló esta posibilidad de manera vanguardista en diciembre de 2001, con la incorporación de la geología planetaria al BOE como una de las funciones de los geólogos en su actividad profesional. Una iniciativa en la que me siento orgulloso de haber participado.

Personalmente, he procurado implicarme al máximo en el desarrollo de la geología planetaria. Ya disponemos de la Red Española de Planetología y Astrobiología (REDESPA), con actividades científicas y de educación y divulgación (algunas directamente relacionadas con la Luna), asociadas de manera muy importante a la Escuela de Geología Profesional del ICOG, con el desarrollo de varios cursos internacionales y de una Comisión de Geología Planetaria en la Sociedad Geológica de España. Espero que esta disciplina se incorpore de manera formal a los programas universitarios, con estudios de meteoritos, planetas, lunas, análogos y, por supuesto, nuestro satélite que será el primer paso para ir mucho más lejos.

Referencias

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Cresco, C., Ganda, F., Tomasek, J., Aziz, S., Kapellos, K. & Martinez-Frías, J. (2017) Lucid project: lunar polar sample return mission validation and demonstration International 49 Aeronautical Foundation IAC 17 , 1. https://iafastro.directory/iac/archive/browse/IAC17/A3/IP/40364/

Fortezzo, C.M., Spudis, P. D. and Harrel, S. L. (2020). Release of the Digital Unified Global Geologic Map of the Moon At 1:5,000,000- Scale. Paper presented at the 51st Lunar and Planetary Science Conference, Lunar and Planetary Institute, Houston, TX.

Lunar, R. y Martínez-Frías, J. (2004) La Armalcolita. Historia Natural 3: 64-66

Martínez-Frías, J. (1995) «Yacimientos submarinos y exploración espacial, dos retos de futuro en minería» Front. de la Ciencia y la Tecnología, CSIC, 9: 44-47.

Martínez-Frías, J., López-Vera, F. & García-Guinea, J. (1997) «La búsqueda de agua y recursos minerales y energéticos en la Luna». Fonteras de la Ciencia y la Tecnología, CSIC, 14, 61-64.

Martínez-Frías, J., García-Guinea, J. & López-Vera, F.  (1998). Materias primas para la colonización lunar. El País/Futuro, 35-36.

ONU (2021) Resolución 76/76 https://www.un.org/es/observances/moon-day#:~:text=Las%20Naciones%20Unidas%20declararon%20el,con%20fines%20pac%C3%ADficos%E2%80%9D%20en%202021.

Rodríguez-Losada, J.A., Hernández-Fernández, S., Martínez-Frías, J., Hernández L.E. & Lunar Hernández, R. (2010) Study of Lunar Soil from terrestrial models (Canary islands, Spain) CRC Press eBook ISBN9780429206207

Sauro, F., Payler, S.L., Massironi, M., Pozzobon, R., Hiesingere, H., Mangold, N., Cockell, C.,  Martínez Frias, J., Kullerud, K., Turchia, L., Drozdovskiy, I. & Bessone, L. (2023) Training astronauts for scientific exploration on planetary surfaces: The ESA PANGAEA programme. Acta Astronautica Vol. 204, March 2023, Pages 222-238