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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA

EA DE LA ENERGIA, INDUSTRIAS Y RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES RA DE INGENIERÌA EN GEOLOGÌA AMBIENTAL Y ORDENAMIENTO TERRITOR

Geoquìmica

TEMA: Geoquìmica lunar

INTEGRANTES:

Danny Quizhpe Carlos Medina Jonathan Còrdova

DOCENTE: Ing. Dìxon Briceño MÓDULO: IV PARALELO: FECHA: 13 de Octubre del 2016.

Loja - Ecuador

OBJETIVOS

“A”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA Área de la Energía, las Industrias y los Recursos Naturales no Renovables Carrera de Ingeniería en Geología Ambiental y Ordenamiento Territorial GEOQUÌMICA

Objetivo General 

Copilar información geoquímica del satélite de la tierra, Luna

Objetivos Específicos  

Exponer la composición de los elementos químicos que componen la Luna Exponer el origen de la formación del satélite Luna

GEOQUÍMICA LUNAR INTRODUCCIÓN La Geoquímica como su nombre lo dice, es una ciencia queestudia, la composición química de la Tierra; su distribución y abundancia de elementos químicos (incluyendo a los isótopos) en minerales, rocas, suelos, agua y atmósfera; así como las causas de la distribución y la circulación de estos elementos en la naturaleza en base a las propiedades de sus átomos e iones. La consideración de la geoquímica como ciencia es muy reciente, no es hasta principios del siglo XX cuando los petrólogos de origen escandinavo V. M. Goldschmidt y P. E. Eskola, llevan a cabo los estudios pioneros en este campo y establecen los principios que rigen los cambios presentes en las reacciones metamórficas. Esta ciencia se encuentra ligada con las ciencias de la Tierra, y en especial, con la cristalografía, mineralogía, petrología, hidrología y climatología; pero la continua evolución que experimenta la exploración planetaria ha supuesto que la geoquímica amplíe sus campos de estudio. Los problemas que principalmente analiza la geoquímica son el origen y la abundancia de los elementos químicos en el universo, nuestra galaxia, sistema solar y sus planetas; su distribución en atmósfera, hidrosfera, corteza, manto y núcleo terrestre; los elementos y grupos iónicos presentes en las estructuras cristalinas de las distintas fases minerales; las reacciones químicas que caracterizan los distintos procesos metamórficos y producen la desaparición de ciertas especies minerales en

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favor de otras nuevas; el transporte de elementos químicos en disolución por acción de aguas meteóricas, subterráneas, fluviales, lacustres o marinas; los cambios químicos que se producen durante los procesos de compactación y cementación de depósitos sedimentarios; las reacciones existentes en las etapas de evolución magmática hasta la consolidación de las masas plutónicas, así como las presentes en procesos de efusión volcánica; y los mecanismos de acumulación de las distintas menas minerales, ya sean de origen ígneo, metamórfico, o sedimentario. En profundidad estudia la abundancia relativa de los elementos, su distribución, migración, y las leyes o regularidades que las gobiernan en el Planeta. Este último puede considerarse desde el punto de vista geológico, geofísico y geoquímico, como un sistema dinámico, donde los materiales son transportados de un lugar a otro, cambiando su forma, composición y estructura mineralógica, de acuerdo con las condiciones físicas y físico químicas que se van encontrando. La Geoquímica tiene muchas divisiones las cuales gradúan imperceptiblemente de una a otra. La Exploración Geoquímica es una de las grandes divisiones; otras incluye a la Geocronología, Geoquímica de Isótopos estables,

Geoquímica

Sedimentaria,

Hidrogeoquímica,

Geoquímica

Orgánica,

Geoquímica Agrícola como la concerniente con los estudios geológicos de los elementos mayores y menores queson necesarios en la nutrición de plantas y animales, la Geoquímica Marina como la química de las aguas y sedimentos oceánicos, así como los nuevos campos reconocidos tales como la Geoquímica Lunar y Ambiental, ésta última relacionada con la contaminación del ambiente superficial por desechos industriales incluyendo metales y productos radioactivos de reactores nucleares. MARCO TEÓRICO 

Formación de la luna y su Geoquímica La teoría estándar para la formación de la Luna es el impacto de un cuerpo de tamaño similar a Marte contra la Tierra primitiva. Pero hay un problema, las simulaciones por ordenador de este impacto o bien explican la dinámica temprana del momento angular del sistema Tierra-Luna, o bien son capaces de explicar la semejanza entre la composición geoquímica de la Tierra y su satélite,

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pero no ambas cosas. Conocemos la geoquímica lunar gracias al programa espacial Apolo que trajo 382 kilogramos de rocas lunares hasta la Tierra. El año pasado se publicaron dos modelos que proponían el impacto de un objeto de tamaño similar a la Luna, mucho menor que Marte, para tratar de resolver este “pequeño” problema, explicando de forma correcta la composición geoquímica, pero el sistema Tierra-Luna resultante tenía demasiado momento angular y el mecanismo propuesto para reducirlo no satisface a todos los expertos. Hay cosas que creemos que sabemos que sabemos, pero a veces no sabemos que no sabemos.Nos lo cuenta Daniel Clery, “ImpactTheoryGetsWhacked,” Science

La hipótesis de la formación de la Luna tras un gran impacto fue propuesta por William Hartmann y Donald Davis en 1975. El escenario parecía extraño al principio, pero luego se transformó en el más plausible al explicar tres hallazgos clave de la misión Apollo: la edad de la Luna, la evidencia de que era muy caliente en su juventud y su semejanza química con la Tierra. Pero las primeras simulaciones por ordenador se encontraron con el problema de la geoquímica de la Luna.

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En 1986, simulaciones en el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Nuevo México predijeron que tras el impacto la Luna debería estar constituida de forma exclusiva con material del cuerpo impactador si el sistema Tierra-Luna no podía tener demasiado momento angular. Simulaciones en 2004 de RobinCanup (Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado) lo confirmaron prediciendo que la Luna debería contener más de 80% de material del impactador. En 2007 se propuso que tras el impacto se destruyeron tanto la Tierra como el impactador, se mezcló su composición y se formaron la Tierra y la Luna a partir del mismo disco de escombros alrededor del joven Sol. Pero se sabe que el disco que formó la Tierra tiene una composición similar al que formó Marte y los cuerpos del cinturón de asteroides. Además, algunos cálculos indican que el proceso de mezcla turbulenta de los materiales de la primitiva Tierra y del impactador necesaria para obtener una composición uniforme acabaría destruyendo el propio disco. En el año 2012 se trató de resolver este problema suponiendo que el cuerpo del impactador era más pequeño que Marte (su masa sería unas 1/200 veces la masa de la Tierra), que se movía muy rápido cuando colisionó con la proto-Tierra y que ésta rotaba muy rápidamente. MatijaĆuk y Sarah Stewart de la Universidad de Harvard lograron obtener con sus simulaciones por ordenador una Luna del tamaño correcto compuesta casi en exclusiva de material del manto terrestre, pero por desgracia el sistema TierraLuna final tenía el doble del momento angular que tiene hoy en día. Ćuk y Stewart propusieron un mecanismo para reducir este momento angular mediante una resonancia Tierra-Luna-Sol. El ritmo de la precesión del perigeo de la Luna, el punto de su órbita más cercano a la Tierra, se ralentizó por una resonancia de evección. En este proceso hay una transferencia de momento angular de la Luna al Sol y si su duración es suficiente acabaría reduciendo el momento angular del sistema Tierra-Luna hasta el valor actual. Sin embargo, cálculos recientes parecen indicar que la resonancia de evección no es suficiente para reducir a la mitad el momento angular. Jack Wisdom, del Instituto Técnico de Massachusetts (MIT) en Cambridge, ha calculado que la resonancia de evección provoca que la órbita de la Luna se vuelva más alargada y aparezcan fuerzas

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de marea que calientan el material de la Luna, cambiando sus características físicas y adelantando la parada de la resonancia antes de que el momento angular Tierra-Luna tenga el valor actual. No hay ninguna solución al problema de la formación de la Luna que satisfaga a todos y las soluciones propuestas son “poco naturales” requiriendo un ajuste de parámetros que desagrada a algunos expertos. Lo curioso es que la solución del enigma podría estar en Marte y en Venus. Según modelos de formación planetaria, un planeta tan pequeño como Marte, con una masa de sólo un 10% de la Tierra, no debería haberse formado en el lugar donde ahora se encuentra. Si Marte se hubiera formado en un lugar más interno del sistema solar y más tarde se trasladó de alguna forma hasta su posición actual, entonces la idea de que las proporciones de isótopos en el interior del sistema solar cambian progresivamente con la distancia del sol podría ser desechada y sería mucho más fácil explicar el porqué la proto-Tierra y su impactador tenían composiciones geoquímicas similares. Un estudio geoquímico de Venus sería de gran valor para los expertos. Si Venus tuviera proporciones de isótopos similares a la Tierra entonces sería mucho más probable que el impactador también los hubiera tenido. No está claro cómo acabó la Luna ahí, en órbita de la Tierra. Pudo ser una captura, es decir, un cuerpo que pasó cerca de nuestro planeta y la atracción gravitatoria lo convirtió en satélite; tal vez se formaron a la vez en el Sistema Solar primitivo, o quizás es el resultado de una colisión entre la proto-Tierra y otro gigantesco objeto cuyos restos, tras el choque, se agregaron formando la Luna. La última teoría es la más aceptada, explican unos científicos alemanes que han dado precisamente con una prueba que la sostiene. Se trata de los resultados de nuevos análisis que han realizado con rocas que trajeron los astronautas delprograma Apollo en las que, concluyen Daniel Herwartz y sus colegas, se distingue la firma química distintiva de algo diferente de la Tierra, que debió ser ese gran objeto coprotagonista del impacto. Aunque no se había encontrado rastro de él, los científicos incluso lo habían bautizado: Theia. “Las diferencias son pequeñas y difíciles de detectar, pero están ahí. Esto significa dos cosas: primero que ahora podemos decir con razonable seguridad que la gigantesca colisión tuvo lugar, y segundo, nos da una idea de la geoquímica de Theia”, explica Herwartz.

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El objeto astronómico que habría chocado con la Tierra en formación sería gigantesco, de escala planetaria, a lo mejor tan grande como Marte, y si la Luna se formó al aglutinarse restos de la colisión de hace unos 4.500 millones de años, tendría que ser patente aún la mezcla en su composición, con una proporción de material heredado de Theia que los cálculos de los científicos establecen en torno a un 70%. Los investigadores han buscado esa huella midiendo las proporciones de isótopos de oxígeno, titanio, silicio y otros elementos, porque se sabe que varían en los diferentes cuerpos del Sistema Solar y la mayoría de ellos tiene su composición específica. Sin embargo, no hubo éxito hasta ahora con los análisis, señala la revista Science, de manera que nuestro planeta y su satélite natural parecían prácticamente idénticos a efectos de composición química, lo que no encajaba con los modelos de aquella gigantesca colisión. Herwartz (Universidad de Göttingen, Alemania) y sus colegas explican en su artículo en Science que empezaron por analizar meteoritos de origen lunar, fragmentos del satélite que llegan a la Tierra, para buscar una huella distintiva en su composición, una pista de Theia. Pero estaban los materiales de los meteoritos están muy alterados ya que con el agua se intercambian isótopos. Entonces pidieron a la NASA muestras de rocas que recogieron en la Luna los astronautas del programa Apollo, en concreto de las misiones 11, 12 y 16, y han aplicado métodos avanzados de análisis ultraprecisos. Así han descubierto en la composición de esas rocas basálticas lunares una proporción específica de determinados isótopos de oxígeno más alta que en las muestras terrestres, lo que “sustenta la hipótesis de la formación de la Luna como consecuencia del gigantesco impacto”, escriben los investigadores. En la teoría del gran impacto como origen de la Luna se han barajado varias hipótesis para acomodar la hasta ahora uniformidad química entre los dos cuerpos celestes, recuerdan los investigadores. Tal vez los dos grandes objetos que chocaron se habían formado en la misma zona del Sistema Solar y, por tanto, con igual composición química; o se produjo un reequilibrio isotópico tras la colisión que anularía cualquier diferencia entre ellos previa al choque, a lo mejor la diferencia de la Tierra y la Luna resultantes de la colisión no sería tan grande como los modelos indican. Pero la mayoría

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de estas simulaciones en ordenador sugieren una composición notable entre una y otra tras el choque. Así, la luna estaría compuesta entre un 70%y un 90% por materia de Thiea, con el 10% a 30% restante de material terrestre, aunque hay grandes variaciones en las proyecciones. Los nuevos datos sugieren una mezcla al 50%, pero esto aún tiene que ser confirmado. Si los resultados que se presentan ahora son correctos, “podemos predecir la composición geoquímica e isotópica de la Luna”, señala Herwartz, pero añade que el siguiente paso a dar en la investigación es determinar cuánto material de Theia hay en ella ahora.

CONCLUSIONES 

El problema de la formación de la Luna nos lleva al problema de la formación del Sistema Solar y a la composición geoquímica primitiva de Venus, Marte y el



cinturón de asteroides. Los estudios geoquímicos realizados por la NASA arrojan resultados muy generales, pues no existen estudios detallados de este tipo; primero se intenta establecer el origen de luna para seguir con el estudio mas específico del satélite



lunar. Se Propone la teoría de que la luna se formo del choque de dos grandes cuerpos, pues se podría decir que del choque de la tierra antigua y algún otro cuerpo celeste, de aquí se formula la hipótesis de que la luna lleva un porcentaje de su composición química de la tierra.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  HERWARTZ, Daniel. Tendencias Científicas > Astronomía (2011). Disponible en:

http://www.tendencias21.net/Nuevos-analisis-quimicos-demuestran-que-la-

Luna-se-formo-al-chocar-Theia-con-la-Tierra_a34499.html

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 VILLATORO, R., El problema de la formación de la Luna y su geoquímica. (2010). Disponible en: http://francis.naukas.com/2013/10/13/el-problema-de-laformacion-de-la-luna-y-su-geoquimica/  ALICIA RIVERA (2014). Las Rocas de Apollo Aclaran la Composición y Origen

de

la

Luna.

Madrid-España.

Disponible

en:

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2014/06/05/actualidad/1401977739_151260 .html