Hip�tesis sobre la Formaci�n de la Luna de la Tierra

Cuando uno mira a las condiciones que hacen que sea posible la vida avanzada en la Tierra, una de las sorpresas es la importancia de la Luna. El modelo est�ndar actual es el de que la Luna se form� cuando la Tierra experiment� una colisi�n con un cuerpo del tama�o de Marte al comienzo de su historia. Es conveniente examinar otras hip�tesis para evaluar la fortaleza del modelo est�ndar. Las hip�tesis alternativas avanzadas han sido:

Hay problemas importantes con los tres escenarios alternativos para la formaci�n de la Luna, pero ofrecen un examen sobre algunos conceptos f�sicos interesantes.

La Masa de la Luna fue Expulsada por un Giro R�pido de la Proto-Tierra

Hip�tesis de la Formaci�n de la Luna

Este escenario prev� la Tierra primitiva en su estado fundido girando r�pidamente y formando una protuberancia de marea en el ecuador que condujo a la separaci�n de la masa de la Luna y con su coalescencia form� un cuerpo separado. A veces llamado el modelo de "fisi�n", esta hip�tesis fue planteada por George Darwin en 1879. Parte del modelo fue la propuesta de que una resonancia con el Sol y las mareas solares, dieron el impulso extra necesario para separar una gran masa fundida que luego solidific� para formar la Luna. En apoyo de esta hip�tesis, Osmond Fischer propuso que el Oc�ano Pac�fico representa la cicatriz donde estaba la Luna antes. M�s apoyo provino del hecho de que la densidad de la Luna es casi igual a la densidad del manto de la Tierra.

Los argumentos en contra de esta hip�tesis implican una serie de interesantes estudios.

1. La cuenca del Oc�ano Pac�fico es demasiado joven para haber sido el punto de salida de la Luna. La dataci�n radiom�trica del fondo marino da una edad de unos 200 millones de a�os, en comparaci�n con la prevista edad de la Tierra de unos 4,5 x 10⁹ a�os. La dataci�n de las rocas m�s antiguas de la Luna da una edad de la Luna de aproximadamente 4,4 x 10⁹ a�os.
2. "El momento angular del sistema Tierra-Luna es insuficiente por un factor de tres para la propuesta de que la Tierra primordial form� la protuberancia de marea necesario para el desgarro" (Dalrymple). No se ha encontrado un mecanismo razonable que responda del d�ficit de esa p�rdida del momento angular despu�s de la separaci�n.
3. La fricci�n de marea en la Tierra, reducir�a la protuberancia de marea antes de que se hiciera suficientemente grande para deshacerse de parte de su masa.
4. La "masa del planeta hijo producida por fisi�n deber�a haber sido alrededor de un quinto de la masa de la Tierra." (Dalyrmple) Ning�n mecanismo plausible puede justificar el desfase entre una quinta parte de la masa de la Tierra y la masa observada de la Luna de M_Tierra/81,3.
5. La formaci�n nueva de la Luna estar�a dentro del l�mite de Roche en relaci�n con la Tierra y ser�a destruida por las fuerzas de marea.
6. Ning�n escenario plausible dar�a al fragmento de fisi�n (Luna) la velocidad orbital necesaria para permanecer en �rbita alrededor de la Tierra. Alguna materia podr�a escapar completamente, pero la mayor�a volver�a a caer a la Tierra.
7. Si la Luna fuera el resultado del desgarre de un abultamiento de marea ecuatorial, entonces el plano de su �rbita deber�a ser la del ecuador. Pero la �rbita de la Luna var�a de 18,5� a 28,5�.

   Hip�tesis Alternativas para la Formaci�n de la Luna

La Luna se Form� en Otro Lugar y fue Capturada por la Gravedad Terrestre

Hip�tesis de la Formaci�n de la Luna

Mientras que los defensores de este modelo difieren en el origen propuesto para el intruso, el hecho de que la edad de la Luna sea similar al sistema solar, hace que sea probable que la fuente del material est� dentro del sistema solar. Dalrymple se�ala que la concentraci�n de is�topos de ox�geno son id�nticas en la Tierra, en la Luna y en los meteoritos no diferenciados, pero diferente en la de los meteoritos m�s primitivos. Esto parecer�a restringir el origen de la Luna a la misma vecindad general del sistema solar que la Tierra, pero la composici�n global de la Tierra con su gran n�cleo de hierro es muy diferente de la de la Luna.

�Puede la Tierra capturar a un vecino que se pasea y hacer de ella la Luna?. �No sin perder mucha energ�a!. Un cuerpo m�s peque�o que se encuentra con la gravedad de un cuerpo m�s grande experimenta un efecto honda, conocido m�s formalmente como maniobra de asistencia gravitatoria, y escapar del encuentro viajando en otra direcci�n.

La Tierra y la Luna se Formaron Juntas como un Par Planetario

Hip�tesis de la Formaci�n de la Luna

A menudo llamada la "hip�tesis del planeta doble", esta propuesta es que la Tierra y la Luna se formaron casi al mismo tiempo en la misma regi�n del sistema solar y estaban lo suficientemente cerca para formar un sistema ligado entre s�. Ciertamente parece una hip�tesis razonable.

El primer reto para esta hip�tesis es la gran diferencia en la composici�n de la Tierra y la Luna. Si se formaron aproximadamente en el mismo tiempo, y en la misma regi�n del espacio por los mismos mecanismos, entonces se esperar�a que fueran muy similares en estructura y composici�n. Pero la Tierra tiene una densidad media de 5,5 gm/cm³ y la Luna tiene una densidad general mucho menor, 3,34 gm/cm³, lo que indica que carece de n�cleo de hierro. Las densidades de Mercurio, Venus y Marte son 5,4 gm/cm³, 5,24 gm/cm³, and 3,94 gm/cm³ respectivamente. Incluso la mayor�a de los meteoritos tienen densidades mayores que la Luna y muchos son principalmente de hierro, lo que sugiere que un gran contenido de hierro es parte de la composici�n esperada de los objetos formados en la parte del sistema solar de la Tierra.

Los argumentos a favor de esta hip�tesis incluyen el hecho de que la composici�n de la Luna es muy similar al material en el manto de la Tierra. Adem�s, el contenido de ox�geno isot�pico de las rocas lunares es id�ntico al de las rocas de la Tierra y al de los meteoritos diferenciados, lo que sugiere que se formaron en la misma parte del sistema solar.

Los intentos de resolver el problema de las diferencias de composici�n entre la Tierra y la Luna incluyen la propuesta de que la Luna acreci� desde un anillo de planetesimales que se form� alrededor de la Tierra poco despu�s de su formaci�n. Una variaci�n de este tema es el de la Tierra capturando una peque�a luna que luego creci� por acreci�n. Pero la Tierra probablemente habr�a crecido por el mismo proceso de acreci�n, y no parece ser un camino claro para explicar la gran diferencia en la composici�n de acuerdo con las limitaciones de la hip�tesis del planeta doble.