Cuenca del Polo Sur-Aitken

La cuenca del Polo Sur-Aitken (cuenca SPA, / ˈ eɪ t k ɪ n / ) es un inmenso cráter de impacto en la cara oculta de la Luna . Con aproximadamente 2500 km (1600 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 . ^{[ 1 ]} Se estima que se formó durante la época pre-nectariana , y la datación radiométrica de circones lunares propuestos originados en la cuenca sugiere una edad precisa de 4338 mil millones de años. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} Recibió su nombre 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 situada en el limbo sur de la Luna, a veces llamada informalmente "montañas Leibniz".    

El 3 de enero de 2019, la nave espacial china Chang'e 4 aterrizó en la cuenca, ^{[ 5 ]} específicamente dentro de un cráter llamado Von Kármán . ^{[ 6 ]} En mayo de 2019, los científicos anunciaron que se había identificado una gran masa de material en las profundidades del cráter. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Chang'e 6 recolectó una muestra de este cráter, específicamente dentro de la cuenca Apolo . ^{[ 9 ]}

La existencia de una gigantesca cuenca en el lado oculto de la Luna se sospechaba ya en 1962 a partir de las primeras imágenes de las sondas soviéticas (concretamente Luna 3 y Zond 3 ), pero no fue hasta que las fotografías de campo amplio tomadas por el programa Lunar Orbiter de EE. UU . estuvieron disponibles en 1966 que los geólogos reconocieron su verdadero tamaño. Los datos del altímetro láser obtenidos durante las misiones Apolo 15 y 16 mostraron que la porción norte de esta cuenca era muy profunda, ^{[ 10 ]} pero como estos datos solo estaban disponibles a lo largo de las trayectorias terrestres cercanas al ecuador de los módulos de mando y servicio en órbita , la topografía del resto de la cuenca permaneció desconocida. 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 . ^{[ 11 ]} Se sabía poco 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 dióxido de titanio que las tierras altas lunares típicas ^{[ 12 ]} , 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 altimetría y el análisis de pares de imágenes estereoscópicas tomadas durante la misión Clementine. Más recientemente, la composición de esta cuenca se ha delimitado aún más mediante el análisis de datos obtenidos de un espectrómetro de rayos gamma que se encontraba a bordo de la misión Lunar Prospector .

La cuenca del Polo Sur-Aitken es la cuenca más grande, profunda y antigua reconocida en la Luna. ^{[ 1 ]} Las elevaciones más bajas de la Luna (alrededor de -9 km) se encuentran dentro de la cuenca del Polo Sur-Aitken. Las montañas más altas de la Luna se encuentran alrededor del borde de la cuenca; tienen elevaciones de cumbre de hasta 8,5 km y alturas de base a cima de hasta 7 km. ^{[ 13 ]} Debido al gran tamaño de esta cuenca, se espera que la corteza en esta zona sea más delgada de lo habitual como resultado de la gran cantidad de material excavado por un impacto. Los mapas de espesor cortical construidos utilizando la topografía y el campo gravitatorio de la Luna implican un espesor de unos 30  km bajo el fondo de esta cuenca, en comparación con los 60-80  km a su alrededor y el promedio global de alrededor de 50  km. ^{[ 14 ]}

La composición de la cuenca, según las estimaciones de las misiones Galileo , Clementine y Lunar Prospector , parece ser diferente de las regiones típicas de tierras altas. Lo más importante es que ninguna de las muestras obtenidas de las misiones estadounidenses Apollo y rusas Luna , ni el puñado de meteoritos lunares identificados , tienen composiciones comparables. Los datos orbitales indican que el fondo de la cuenca tiene abundancias ligeramente elevadas de hierro, titanio y torio. En términos de mineralogía, el fondo de la cuenca es mucho más rico en clinopiroxeno y ortopiroxeno que las tierras altas circundantes, que son en gran parte anortosíticas . ^{[ 15 ]} Existen varias posibilidades para esta firma química distintiva: una es que podría simplemente representar materiales de la corteza inferior que son algo más ricos en hierro, titanio y torio que la corteza superior; otra es que la composición refleje la distribución generalizada de estanques de basaltos ricos en hierro , similares a los que componen los mares lunares ; Alternativamente, las rocas de la cuenca podrían contener un componente del manto lunar si la excavación atravesó completamente la corteza; y, finalmente, es posible que una gran parte de la superficie lunar que rodea la cuenca se fundiera durante el impacto, y que la diferenciación de esta capa de material fundido pudiera haber dado lugar a anomalías geoquímicas adicionales. Para complicar aún más la situación, cabe la posibilidad de que varios procesos hayan contribuido a la composición geoquímica anómala de la cuenca. En definitiva, el origen de la composición anómala de la cuenca se desconoce con certeza y probablemente requerirá una misión de retorno de muestras para determinarlo.

En 1994, la misión Clementine detectó varias regiones de hielo de agua dentro de la cuenca. Estas áreas fueron cartografiadas con mayor detalle por la misión Lunar Prospector en 1998 y varias misiones posteriores. ^{[ 16 ]}

China envió Chang'e 6 el 3 de mayo de 2024, que realizó el primer retorno de muestras lunares desde Apollo Basin en la cara oculta de la Luna . ^{[ 17 ]} Esta es la segunda misión de retorno de muestras lunares de China, la primera fue realizada por Chang'e 5 desde la cara visible de la Luna cuatro años antes. ^{[ 18 ]} También transportó un rover chino llamado Jinchan para realizar espectroscopia infrarroja de la superficie lunar e imágenes del módulo de aterrizaje Chang'e 6 en la superficie lunar. ^{[ 19 ]} La combinación de módulo de aterrizaje-ascendedor-rover se separó del orbitador y el módulo de retorno antes del aterrizaje el 1 de junio de 2024 a las 22:23 UTC. Aterrizó en la superficie lunar el 1 de junio de 2024. ^{[ 20 ] [ 21 ]} El ascendedor fue lanzado de regreso a la órbita lunar el 3 de junio de 2024 a las 23:38 UTC, transportando muestras recolectadas por el módulo de aterrizaje, y luego completó otro encuentro y acoplamiento robótico en órbita lunar. Posteriormente, el contenedor de la muestra fue transferido a la nave de retorno, que aterrizó en Mongolia Interior el 25 de junio de 2024, completando así la misión china de retorno de muestras extraterrestres del lado oculto de la Tierra.

Las simulaciones de impactos casi verticales muestran que el bólido debería haber excavado grandes cantidades de material del manto desde profundidades de hasta 200  km bajo la superficie. Sin embargo, las observaciones hasta el momento no favorecen una composición del manto para esta cuenca, y los mapas de espesor cortical parecen indicar la presencia de unos 10 kilómetros de material cortical bajo el fondo de esta cuenca. Esto ha sugerido a algunos que la cuenca no se formó por un impacto típico de alta velocidad, sino que podría haberse formado por un proyectil de baja velocidad de unos 200  km de diámetro (en comparación con el impactor de Chicxulub  de 10 km de diámetro ) que impactó en un ángulo bajo (unos 30 grados o menos), y por lo tanto no excavó muy profundamente en la Luna. Una posible evidencia 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 oblicuo de este tipo. La teoría del impacto también explicaría las anomalías magnéticas en la Luna. ^{[ 22 ]}

• Geología de la Luna
• cráteres lunares
• agua lunar
• Animación del impacto

• G. Jeffrey Taylor (1998). "El mayor agujero del Sistema Solar" . Descubrimientos de la investigación en ciencias planetarias.

• Albedo, topografía y concentraciones de minerales
• En busca de agua en la cuenca de Aitken
• La misión Clementine encontró hielo en la cuenca de Aitken mientras cartografiaba la región sur de la Luna.