La atmósfera de la Tierra enriqueció la Luna por millones de años: el hallazgo clave para las próximas colonias espaciales

Durante más de medio siglo, las muestras lunares traídas por las misiones Apolo de la NASA guardaron un enigma silencioso.

En el polvo gris del regolito aparecieron rastros de agua, dióxido de carbono, helio y nitrógeno, sustancias inesperadas en un cuerpo sin atmósfera ni actividad geológica relevante.

La explicación dominante apuntó durante décadas al Sol, cuyo viento de partículas cargadas parecía la fuente más lógica. Sin embargo, una nueva investigación científica propuso un giro profundo: una fracción significativa de ese material no provino del Sol, sino de la propia Tierra.

Un nuevo estudio, publicado en la revista científica Nature Communications Earth & Environment, sostuvo que la atmósfera terrestre alimentó de manera constante al suelo lunar durante miles de millones de años.

Lejos de actuar solo como un escudo protector, el campo magnético del planeta jugó un rol activo en ese intercambio.

El resultado desafió una hipótesis arraigada y ofreció una nueva lectura sobre la relación física y química entre la Tierra y su satélite natural.

Un puente magnético entre dos mundos

La idea de que la atmósfera terrestre pudiera escapar al espacio no resultó nueva. Investigaciones previas plantearon que, en los primeros tiempos del planeta, antes de la formación de un campo magnético estable, el viento solar arrancó partículas gaseosas y las dispersó por el sistema solar cercano.

Según esa visión, una vez consolidado el escudo magnético hace unos 3700 millones de años, el proceso se detuvo casi por completo.

El nuevo trabajo científico cuestionó ese límite temporal. A partir de simulaciones por computadora, el equipo comparó dos escenarios extremos: una Tierra primitiva, sin campo magnético y bajo un viento solar intenso, y una Tierra moderna, con un campo magnético fuerte y un viento solar más moderado.

El resultado sorprendió incluso a los propios investigadores. El escenario moderno resultó más eficiente para transportar partículas atmosféricas hacia la Luna.

“Esto significa que la Tierra ha estado suministrando gases volátiles como oxígeno y nitrógeno al suelo lunar durante todo este tiempo”, explicó Eric Blackman, coautor del estudio y profesor de física y astronomía en la Universidad de Rochester, en Estados Unidos.

La clave del mecanismo residió en la magnetosfera, la estructura generada cuando el viento solar interactúa con el campo magnético terrestre.

Esta región adopta una forma alargada, similar a la de un cometa, con una larga cola que se extiende en dirección opuesta al Sol. Durante la fase de luna llena, la órbita lunar atraviesa esa cola magnética durante varios días.

En ese lapso, se abre un canal natural que permite que partículas de la atmósfera terrestre escapen y sigan una trayectoria directa hacia la superficie lunar.

Al carecer de atmósfera propia, la Luna no bloquea ese material entrante. Las partículas quedan incrustadas en el regolito, donde se preservan como un archivo químico de larga duración.

Para validar el modelo, los investigadores compararon sus simulaciones con datos reales obtenidos del análisis de muestras recolectadas por las misiones Apolo 14 y Apolo 17.

“Utilizamos muestras lunares traídas a la Tierra por las misiones Apolo 14 y 17 para validar nuestros resultados”, afirmó Shubhonkar Paramanick, autor principal del estudio y estudiante de posgrado del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad de Rochester.

El análisis permitió distinguir qué fracción del material tenía origen solar y cuál provenía de la Tierra. “Tenemos este viento solar que llega a la atmósfera terrestre, y luego esta se escapa. Así que intentamos determinar cuál sería la proporción de mezcla de esta mezcla, o distinguir qué partículas son de origen solar y cuáles de origen terrestre”, añadió Paramanick.

Un archivo químico para el pasado y un recurso para el futuro

Más allá de resolver un misterio histórico, el hallazgo abrió dos líneas de impacto que se entrelazan. La primera se relaciona con el pasado profundo de la Tierra. La composición de la atmósfera no siempre fue la misma y su evolución estuvo estrechamente ligada al surgimiento y desarrollo de la vida.

El suelo lunar, al preservar partículas atmosféricas de distintas épocas, podría funcionar como un registro alternativo de esa historia perdida.

Comprender ese intercambio resultó clave para reconstruir cómo cambiaron el oxígeno, el nitrógeno y otros gases a lo largo del tiempo. Según Blackman, la atmósfera reflejó las condiciones biológicas del planeta en cada etapa. Por lo tanto, estudiar el regolito lunar equivale a estudiar una cápsula del tiempo que guarda pistas sobre la evolución terrestre.

La segunda línea de impacto apunta al futuro de la exploración espacial. La presencia de oxígeno, hidrógeno y nitrógeno en la superficie lunar despertó un interés creciente en un contexto de misiones tripuladas y planes de asentamientos permanentes.

“Las misiones lunares, y en última instancia las colonias lunares que pudieran surgir algún día, probablemente tendrían que contar con recursos autosuficientes que no necesiten ser transportados desde la Tierra”, dijo Blackman.

Diversos estudios evaluaron la posibilidad de procesar el regolito lunar para extraer agua y descomponerla en hidrógeno y oxígeno, componentes esenciales tanto para la respiración como para la producción de combustible. También avanzaron investigaciones sobre combustibles basados en amoníaco, que aprovecharían el nitrógeno depositado en la Luna.

De este modo, un proceso natural impulsado por el viento solar y el campo magnético terrestre se transformó en una potencial ventaja estratégica para la exploración humana.

El trabajo también recibió el respaldo de científicos que no participaron en la investigación. Kentaro Terada, profesor de cosmoquímica isotópica y geoquímica en la Universidad de Osaka, celebró que observaciones previas encontraran ahora un marco teórico sólido. Terada dirigió en 2017 un estudio que demostró el transporte de oxígeno terrestre hacia la Luna mediante el viento solar.

“Se reconoce desde hace mucho tiempo que la Tierra y la Luna han coevolucionado físicamente desde su formación”, declaró.

A partir de estos resultados, esa coevolución adquirió una dimensión química: “Ambos cuerpos también se han influenciado químicamente, una especie de intercambio de materiales”, explicó, y calificó el artículo como “sumamente interesante por su análisis exhaustivo de la historia de la Tierra”.

Simeon Barber, investigador principal de la Universidad Abierta del Reino Unido, también destacó la relevancia del estudio.

Según señaló, la Luna contiene pistas fundamentales sobre la historia y la evolución terrestre, y este trabajo reforzó esa noción con datos cuantitativos y modelos comparativos. Además, consideró oportuno el momento del hallazgo, ya que nuevas misiones ampliaron el acceso a material lunar.

La misión china Chang’e-5 recolectó en 2020 muestras de suelo lunar joven, mientras que Chang’e-6 trajo en 2024 las primeras muestras del lado oculto de la Luna. Ese nuevo material permitirá poner a prueba los modelos propuestos y medir con mayor precisión la distribución de elementos volátiles en distintas regiones y edades del regolito.

El estudio también aportó información clave para futuras misiones robóticas capaces de medir in situ los compuestos presentes en la superficie lunar.

Cada aterrizaje y cada perforación podrán leerse ahora bajo una nueva luz: no solo como una exploración de la Luna, sino como una extensión del estudio de la propia Tierra.

Lejos de ser un cuerpo pasivo, el satélite aparece como un socio silencioso que recibió, conservó y devolvió información sobre el planeta que lo acompaña desde hace más de cuatro mil millones de años.

La Luna no solo orbitó la Tierra, también absorbió parte de su historia, molécula por molécula, en un intercambio invisible que recién ahora comienza a comprenderse.