1. Introducción La Luna es el único satélite de natural nuestro planeta. Se trata del cuerpo celeste mejor conocido desde la antigüedad, idolatrado por todas las culturas antiguas por su facultad de iluminar la noche.

2. Los movimientos de la Luna

2.1. La órbita lunar La Luna describe una elipse alrededor de la Tierra, quién se encuentra situada en uno de sus focos. En realidad, no se trata de una elipse perfecta, debido a que la órbita lunar se encuentra perturbada por la influencia que la Tierra, el Sol y el resto de los planetas ejercen sobre ella. Esta excentricidad, hace que en algunas ocasiones la Luna se encuentre más cerca de la Tierra (perigeo) y en otras se encuentre más lejos (apogeo). De este modo, la distancia en el perigeo es de 356.410 km., mientras que en el apogeo sería de 406.679 km. El plano orbital de la Luna se encuentra inclinado 5,15º respecto del plano orbital de la Tierra alrededor del Sol (plano de la eclíptica).

2.2. Trayectoria aparente de la Luna

La trayectoria de la Luna en el cielo (las horas de salida y puesta, su altura sobre el horizonte, etc.) parece ser muy irregular. Estas irregularidades son provocadas por lasfluctuaciones e inclinación de la órbita lunar y por la influencia de los demás cuerpos del sistema solar. Todo esto hace que la previsión del movimiento de la Luna resulte ser uno de problemas más complejos de la mecánica celeste. No obstante, podemos hacernos una idea de la situación de la Luna en el cielo en las diferentes épocas del año. Así, en verano, las lunas nuevas están más altas en el cielo y las lunas llenas más bajas en el horizonte, mientras que en invierno se da el caso contrario.

2.3. Las libraciones

La Luna gira en torno a la Tierra en aproximadamente un mes. Además, tarda ese mismo tiempo en dar una vuelta sobre sí misma, esto supone que siempre presente la misma cara a un observador terrestre (la otra cara sólo la conocemos a través de fotografías realizadas por las sondas lunares). En realidad, debido a que el eje de rotación de la Luna sobre sí misma no es del todo perpendicular y a que su velocidad orbital no es constante (porque la órbita no es circular), la Luna parece oscilar periódicamente en torno a una posición media. Estos fenómenos se conocen como libración en latitud y libración en longitud. A consecuencia de la libración, la parte de la Luna visible desde la Tierra representa el 59% de su superficie total.

2.4. Las fases lunares

La órbita lunar es la causante de las fases. La Luna, como los planetas, no emite luz propia, sino que refleja la luz que recibe del Sol. Por tanto, el aspecto de la Luna estará determinado por la posición de la Luna, el Sol y la Tierra. En la posición I (conjunción), la Luna presenta a un observador en la Tierra su hemisferio no iluminado. Se denomina Luna nueva o novilunio. En la posición II (cuadratura), se vería la mitad del hemisferio iluminado. Se trata del cuarto creciente. La posición III (oposición), corresponde a la Luna llena o plenilunio, cuando todo el hemisferio es iluminado por el Sol. La posición IV (cuadratura), el observador vería iluminado la mitad del hemisferio contraria al de la posición II. Entre la Luna nueva y la Luna llena, la superficie iluminada aumenta con el paso de los días (decimos que la Luna está creciendo). Por el contrario, a partir de la Luna llena y hasta la Luna nueva, la superficie iluminada va en disminución (decimos que la Luna está menguando). En la figura se ha supuesto que la Luna y el Sol se encuentran en el mismo plano. Como ya se dijo anteriormente esto no es cierto.

3. Las mareas

Las mareas constituyen la mayor influencia que la Luna ejerce sobre la Tierra. Se trata de un fenómeno de carácter mecánico que hace que las masas de agua de los océanos y mares sufran un ascenso y descenso periódicos. La Luna tarda 24 horas y 50 minutos en pasar dos veces por el meridiano de cada lugar. Esto quiere decir que existen dos movimientos de ascenso y descenso aproximadamente una vez al día. Cada vez que la Luna ejerce su atracción gravitatoria sobre los océanos, se produce una concentración de aguas que tienden al acercamiento hacia la fuente de atracción, la Luna. Cuando el Sol y la Luna están alineados con la Tierra (Luna nueva o Luna llena), se producen las mareas vivas, debido a la atracción conjunta de los dos astros.

Una posición en cuadratura del Sol y La Luna respecto de la Tierra, provoca que la atracción del satélite se vea parcialmente compensada por la solar, haciendo que el nivel del agua suba mucho menos. Se producen entonces las mareas muertas, con luna creciente o menguante. La variación en la altura de los desniveles provocados por las mareas depende también de la forma de las costas. Así, los golfos y las bahías se ven más afectados que los mares cerrados. En los primeros la diferencia entre las mareas pueden alcanzar varios metros, mientras que en los segundos sólo alcanzará unos centímetros. En los estuarios de los grandes ríos, el agua del mar que remonta el curso del río choca con el agua descendente y forma una barrera de aguas conocida como macareo.

En algunos mares existe un retraso entre el momento en que la marea debería estar en su máximo de altura (cuando la luna está en su meridiano) y el momento real en el que se alcanza el máximo: este retraso se denomina establecimiento de puerto y es muy importante en las costas del canal de la mancha. En la época de los equinoccios es cuando se dan las mareas más impresionantes. En la actualidad el flujo de las mareas se está utilizando como energía renovable para la producción de electricidad mediante turbina instaladas en las costas. También existe un fenómeno conocido como mareas terrestres. Se trata de movimientos producidos en la corteza terrestres similares a los producidos sobre el agua del mar pero de menor intensidad.

4. El origen Lunar

Existen distintas teorías que explican el nacimiento de la Luna. Vamos a exponer algunas de ellas.

4.1. Teoría de la fisión

Al inicio de la creación del Sistema Solar, la Tierra y la Luna, en estado fluido, formaban parte de una única masa que giraba a gran velocidad. Esta rápida rotación hizo que el cuerpo se dividiera en dos partes que se mantuvieron separadas y estables en sus posiciones hasta nuestros días. Esta teoría fue desechada por la imposibilidad de los científicos de explicar qué pudo originar una rotación rápida en el cuerpo inicial y, también, gracias al análisis de las muestras lunares traídas a la Tierra que indican que las composiciones de ambos cuerpos son muy distintas.

4.2. Teoría de la captura

Esta teoría supone que la Luna se formó en algún otro punto del Sistema Solar. Su órbita y la de la Tierra se cortarían en algún punto, lo que permitió que la fuerza gravitatoria de la Tierra fuera capaz de retener a la Luna en una órbita cerrada en torno a ella. Esta teoría también ha sido abandonada, ya que para que esto fuera posible la diferencia entre las dos órbitas debería haber sido muy pequeña, es decir, se deberían haber formado casi a la misma distancia del Sol y entonces sus composiciones deberían ser muy similares.

4.3. Teoría de la acreción binaria

Para esta teoría, la Luna se formaría a partir de una nube de partículas situadas en la órbita terrestre, por tanto su composición sería similar a la de la Tierra. Esta teoría también fue descartada, ya que la composición en hierro de la Luna es tres veces menor que la de la Tierra y si ambos cuerpos se hubieran formado a la vez del mismo material, sus composiciones serían idénticas.

4.4. Teoría de la colisión

Esta es la teoría que más aceptación tiene y supone la colisión entre la Tierra y un planeta de gran tamaño (similar a Marte o mayor). En el inicio del Sistema Solar, los planetoides recién formados tendrían órbitas muy excéntricas y arbitrarias, por lo que las colisiones entre ellos serían bastante corrientes. Después del choque entre la Tierra y el otro cuerpo, partes del manto del cuerpo impactante y del terrestre, pobres en metales fueron eyectadas y entraron en órbita alrededor de la Tierra. Con el tiempo, estos materiales se agruparían hasta formar la Luna, siguiendo un proceso idéntico al de la formación de los proto-planetas. Esta teoría depende de la masa del objeto impactante. Si el objeto era muy pequeño no hubiera podido arrancar suficiente materia de la Tierra, y si hubiera sido muy grande, la materia hubiera caído bajo la atracción gravitatoria del Sol. Por lo tanto, la masa del objeto debió ser dos o tres veces la de Marte. La Luna recién formada se situaría en una órbita alrededor de la Tierra mucho más baja que la actual, con un período orbital de unas pocas horas. Con el tiempo, la transferencia de energía entre la Tierra y la Luna provocada por las mareas terrestres ha hecho que la Luna se alejara de la Tierra hasta alcanzar la posición actual. Hoy en día, la Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de unos 4 centímetros por año.

5. Composición y estructura de la Luna

5.1. La superficie lunar

Al observar la superficie lunar vemos un desierto interminable de tierras grises, con grandes irregularidades. El cambio de tonalidades grises nos permite conocer la naturaleza de las rocas que componen la Luna. A modo general, podemos distinguir dos tipos de paisajes principales en la superficie de lunar: las tierras claras, que forman las alturas o tierras lunares, y las oscuras, que forman los mares. Las tierras de color gris claro se componen de rocas llamadas gabros y anortositas. Los mares se encuentran cubiertos de una capa de polvo denominada regolito que procede de los impactos de los meteoritos en la superficie. Este regolito está presente en toda la superficie lunar, encontrándose en mayor cantidad en las zonas montañosas y en menor cantidad en los mares. Su composición varia dependiendo del terreno. Así, en los mares se trata principalmente de basalto, de ahí su color oscuro, y en las tierras lunares contiene una gran cantidad de plagioclasa (feldespato). La composición de la superficie lunar afecta a las distintas marcas del albedo (claras y oscuras), mientras que las irregularidades de las tierras altas y la textura lisa de los mares afectan principalmente a la diferencia de brillo.

5.2. La estructura de la Luna

El estudio de la estructura interna de la Luna se ha llevado a cabo a partir de los movimientos sísmicos registrados por una pequeña red de sismógrafos instalados por los tripulantes de los vuelos Apolo y las sondas lunares. Existen tres grandes capas: la corteza, la litosfera y la astenosfera.

5.2.1. La corteza

La corteza está formada por varias capas. La primera de ellas, muy delgada, llega incluso a desaparecer en cráteres muy profundos, es el regolito. Por debajo de ella se encuentra la capa de basalto, material de mayor dureza y más compacto. A partir de los 20 Km. de profundidad aparecen las formaciones típicas lunares gabros y anortositas.

5.2.2. La litosfera La litosfera o manto comienza a partir de profundidades superiores a los 60 km. Es la capa más sólida y la mejor estudiada, ya que en ella se localizan los epicentros de la mayor parte de los movimientos sísmicos lunares.

5.2.3. La astenosfera La astenosfera comienza a los 957 km. de profundidad. Se conocen pocos datos de esta capa. Se cree que el centro está ocupado por un núcleo total o parcialmente fundido, de composición desconocida y que mantendría elevadas temperaturas.

(continuará)

Mª Rosa Martín