Cuenca del Polo Sur-Aitken

La cuenca Polo Sur-Aitken (cuenca SPA) es un cráter de impacto inmenso en el lado oculto de la Luna. Con aproximadamente 2.500 km (1.600 mi) de diámetro y entre 6,2 y 8,2 km (3,9–5,1 mi) de profundidad, es uno de los cráteres de impacto más grandes conocidos en el Sistema Solar. Es la cuenca más grande, más antigua y más profunda reconocida en la Luna. Se estima que se formó hace 4.200 a 4.300 millones de años, durante la época Pre-Nectarian. Fue nombrado por dos características en lados opuestos de la cuenca: el Polo Sur lunar en un extremo y el cráter Aitken en el extremo norte. El borde exterior de esta cuenca se puede ver desde la Tierra como una enorme cadena montañosa ubicada en el extremo sur de la Luna, a veces llamada informalmente "montañas de Leibnitz".

El 3 de enero de 2019, la Chang'e 4, una nave espacial china, aterrizó en la cuenca, concretamente dentro de un cráter llamado Von Kármán. En mayo de 2019, los científicos anunciaron que se había identificado una gran masa de material en las profundidades del cráter.

Descubrimiento

Apolo 8 fotografía mostrando las montañas a lo largo del borde norte de la cuenca

Ya en 1962 se sospechaba de la existencia de una cuenca gigante en el lado lejano, según las primeras imágenes de sondas soviéticas (a saber, Luna 3 y Zond 3), pero no fue hasta que se dispuso de fotografías de campo amplio tomadas por el programa Lunar Orbiter de EE. UU. en 1966-7 que los geólogos reconocieron su verdadero tamaño. Los datos del altímetro láser obtenidos durante las misiones Apolo 15 y 16 mostraron que la parte norte de esta cuenca era muy profunda, pero dado que estos datos solo estaban disponibles a lo largo de las trayectorias terrestres casi ecuatoriales de los módulos de comando y servicio en órbita, la topografía del resto de la cuenca seguía siendo desconocido. El mapa geológico que muestra la mitad norte de esta cuenca y con su borde representado fue publicado en 1978 por el Servicio Geológico de los Estados Unidos. Poco se sabía sobre la cuenca hasta la década de 1990, cuando las naves espaciales Galileo y Clementine visitaron la Luna. Las imágenes multiespectrales obtenidas de estas misiones mostraron que esta cuenca contiene más FeO y TiO2 que las típicas tierras altas lunares y, por lo tanto, tiene una apariencia más oscura. La topografía de la cuenca se cartografió en su totalidad por primera vez utilizando datos de altímetro y el análisis de pares de imágenes estereoscópicas tomadas durante la misión Clementine. Más recientemente, la composición de esta cuenca se ha visto restringida aún más por el análisis de los datos obtenidos de un espectrómetro de rayos gamma que estaba a bordo de la misión Lunar Prospector.

Características físicas

La cuenca Sur Pole–Aitken es la zona más oscura en la parte inferior de esta imagen del lado lejano de la Luna.

La cuenca del Polo Sur-Aitken es la cuenca más grande, más profunda y más antigua reconocida en la Luna. Las elevaciones más bajas de la Luna (alrededor de -6000 m) se encuentran dentro de la cuenca del Polo Sur-Aitken, y los picos más altos (alrededor de +8000 m) se encuentran en el borde nororiental de esta cuenca, que a veces se denomina las montañas de Leibnitz. Debido al gran tamaño de esta cuenca, se espera que la corteza en este lugar sea más delgada de lo normal como resultado de la gran cantidad de material que se excavó debido a un impacto. Los mapas de espesor de la corteza construidos utilizando la topografía y el campo de gravedad de la Luna implican un espesor de unos 30 km bajo el suelo de esta cuenca, en comparación con los 60-80 km a su alrededor y el promedio mundial de unos 50 km.

La composición de la cuenca, estimada a partir de las misiones Galileo, Clementine y Lunar Prospector, parece ser diferente de la típica de las tierras altas. regiones. Lo que es más importante, ninguna de las muestras obtenidas de las misiones estadounidense Apolo y rusa Luna, ni el puñado de meteoritos lunares identificados, tienen composiciones comparables. Los datos orbitales indican que el suelo de la cuenca tiene abundancias ligeramente elevadas de hierro, titanio y torio. En términos de mineralogía, el suelo de la cuenca es mucho más rico en clinopiroxeno y ortopiroxeno que las tierras altas circundantes, que son en gran parte anortosíticas. Existen varias posibilidades para esta firma química distintiva: una es que podría representar simplemente materiales de la corteza inferior que son algo más ricos en hierro, titanio y torio que la corteza superior; otra es que la composición refleja la amplia distribución de estanques de basaltos ricos en hierro, similares a los que forman los maria lunares; alternativamente, las rocas en la cuenca podrían contener un componente del manto lunar si la cuenca excavara completamente a través de la corteza; y, finalmente, es posible que una gran parte de la superficie lunar que rodea la cuenca se derritiera durante el evento de impacto, y la diferenciación de esta capa de fusión de impacto podría haber dado lugar a anomalías geoquímicas adicionales. Para complicar el asunto, existe la posibilidad de que varios procesos hayan contribuido a la firma geoquímica anómala de la cuenca. En última instancia, el origen de la composición anómala de la cuenca no se conoce con certeza y probablemente requerirá una misión de retorno de muestras para determinarlo.

Origen

Una posible configuración de South Pole-Aitken muestra nave espacial de retorno. En la imagen, está cerca de la Luna.

Las simulaciones de impactos casi verticales muestran que el bólido debería haber excavado grandes cantidades de materiales del manto desde profundidades de hasta 200 km por debajo de la superficie. Sin embargo, las observaciones hasta el momento no favorecen una composición del manto para esta cuenca y los mapas de espesor de la corteza parecen indicar la presencia de unos 10 kilómetros de materiales de la corteza debajo del suelo de esta cuenca. Esto ha sugerido a algunos que la cuenca no se formó por un impacto típico de alta velocidad, sino que pudo haber sido formada por un proyectil de baja velocidad de alrededor de 200 km de diámetro (en comparación con el impactador Chicxulub de 10 km de diámetro) que golpeó a una ángulo bajo (alrededor de 30 grados o menos), y por lo tanto no cavó muy profundamente en la Luna. La evidencia putativa de esto proviene de las altas elevaciones al noreste del borde de la cuenca del Polo Sur-Aitken que podrían representar eyecciones de un impacto tan oblicuo. La teoría del impacto también explicaría las anomalías magnéticas en la Luna.