Capítulo 5

Una pareja inseparable: la Tierra y su Luna

En este capítulo

A menudo, la gente piensa en los planetas como objetos que están en el cielo, como Júpiter y Marte. En la antigua Grecia (y durante siglos) distinguían entre la Tierra, que consideraban el centro del universo, y los planetas. Pensaban que los planetas eran pequeñas luces en el cielo que giraban alrededor de la Tierra.

Hoy en día sabemos mucho más. La Tierra también es un planeta, y no es el centro del universo. Ni siquiera es el centro de nuestro Sistema Solar, porque el Sol posee ese título. La Luna orbita alrededor de la Tierra, junto a cientos de satélites artificiales (consulta el capítulo 4), y eso es todo. Al igual que la Tierra, otros siete planetas orbitan en torno al Sol en el Sistema Solar, Plutón (denominado planeta enano), un número elevado de lunas, un cinturón de asteroides, millones de cometas y más cuerpos celestes. Sin embargo, de momento, no tenemos constancia de que exista vida en nuestro Sistema Solar, exceptuando la Tierra.

Si bien es cierto que la Tierra ha caído de su pedestal en el pensamiento humano como centro del universo, mantiene un estatus importante: este planeta es nuestro hogar. Y no hay otro lugar del Sistema Solar en el que nos sintamos como en casa.

La Tierra es lo que los astrónomos denominan un planeta terrestre. Parece una definición obvia, porque terrestre significa ‘de la Tierra’, pero el significado científico del término es ‘planeta rocoso que orbita alrededor del Sol’. Los cuatro planetas más próximos al Sol son los planetas terrestres de nuestro Sistema Solar: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, en orden de distancia desde el Sol.

Hay quien considera que la Luna es un planeta terrestre y ve el sistema Tierra-Luna como un planeta doble. Para los alienígenas que quieran visitarnos, esta distinción les puede resultar útil: “Tienes que dirigirte a la estrella amarilla-blanca del sector 49,832 del Brazo de Orión, en la Vía Láctea, y centrarte en la tercera roca a partir de ese Sol, un planeta doble fácil de distinguir.”

La Tierra bajo el microscopio astronómico

La Tierra es única entre los planetas conocidos. En los siguientes apartados te cuento por qué y resumo algunas de sus características principales y cómo afectan a aspectos astronómicos como la hora y las estaciones. Y si has olvidado cómo es, puedes mirar una bonita foto de la NASA en nuestra página web, en la que se muestran la Tierra y la Luna juntas.

Única en su especie: las características singulares de la Tierra

¿Qué hace que la Tierra sea tan especial? Para empezar, vivimos en el único planeta conocido que tiene estas características:

Los investigadores están intentando averiguar si alguna vez planetas como Marte y Venus podrían haber compartido alguno de estos rasgos con la Tierra (consulta el capítulo 6). Sin embargo, que sepamos, ahora allí no existe vida, y no tenemos pruebas de que alguna vez haya existido.

Los científicos creen que la presencia de agua líquida en la superficie de la Tierra es una de las razones principales de que aquí florezca la vida. Puedes pensar en formas de vida avanzadas en otros mundos, ya que las ves en la televisión y en el cine, pero todas esas visiones son fruto de la imaginación. Los científicos no tienen pruebas de que exista o haya existido vida en un lugar que no sea la Tierra.

Esferas de influencia: las distintas regiones de la Tierra

En la figura 5-1 se muestran cuatro imágenes de la Tierra tal como se ve desde el espacio. Los patrones de tierra, mar y nubes de la Tierra son claramente visibles.

Los científicos clasifican las zonas de la Tierra en estas categorías:

Por lo tanto, tú formas parte de la biosfera que vive en la litosfera, bebes de la hidrosfera y respiras en la atmósfera (también puedes visitar la criósfera). No conozco otro sitio en el espacio en el que puedas hacer todo eso.

Además de las regiones que describo en la lista anterior, otra parte importante de nuestro planeta es la magnetosfera, que tiene una función vital en la protección de la Tierra frente a muchas de las emisiones peligrosas del Sol (consulta el capítulo 10). En ocasiones también se llaman cinturones de radiación de la Tierra (o cinturones de radiación de Van Allen, en honor a James Van Allen, un físico estadounidense que los descubrió con el primer satélite artificial de Estados Unidos, el Explorer 1). La magnetosfera está formada por partículas cargadas eléctricamente (sobre todo por electrones y protones) que brincan por encima de la Tierra, atrapadas en su campo magnético.

A veces, algunos de los electrones se escapan y caen sobre la atmósfera de la Tierra que está debajo, chocando contra los átomos y las moléculas y haciendo que brillen. Este brillo se denomina aurora boreal o aurora austral (consulta el apartado “Disfruta de las auroras boreales” de este capítulo para informarte sobre cómo ver auroras).

La superficie sólida de la Tierra (la parte en la que estamos) es la corteza. Debajo de la corteza se encuentran el manto y el núcleo. El núcleo está formado mayormente por hierro y níquel, y está muy caliente llega a unos 7.000 °C en su centro. El núcleo también tiene capas: la exterior está en un estado fundido, pero la interior es sólida.

La presión extremadamente elevada de las capas superpuestas hace que el hierro caliente del núcleo interior se solidifique. Cuando la Tierra se enfríe dentro de millones de años, la parte sólida del centro aumentará de tamaño a costa del núcleo fundido que lo rodea, como un cubito de hielo que crece cuando se enfría el líquido que lo envuelve.

El núcleo de la Tierra está muy por debajo de nuestro límite de excavación, pero produce un efecto que cualquier persona puede observar en la superficie. El movimiento de los flujos de hierro fundido del núcleo exterior genera un campo magnético que llega a todo el planeta y lejos en el espacio, lo que recibe el nombre de campo geomagnético.

El campo geomagnético:

El campo geomagnético es un campo magnético planetario global, es decir, que se extiende por toda la Tierra y que se genera de forma continua. Marte, Venus y la Luna carecen de un campo magnético como el de la Tierra, y esta diferencia ofrece a los científicos información sobre los núcleos de estos objetos. Si quieres obtener más información sobre el núcleo lunar, consulta el apartado “Un gran impacto: teoría sobre el origen de la Luna” que aparece más adelante en este capítulo.

Estudio del tiempo, las estaciones y la edad de la Tierra

Quizá te cueste de creer, pues los relojes forman parte de nuestro día a día, pero la rotación de la Tierra fue la base de nuestro sistema para medir el tiempo. Además, ahora sabemos que el movimiento orbital de la Tierra y la inclinación de su eje producen las estaciones. Llevamos jugando al corro de la patata alrededor del Sol desde hace mucho tiempo; la Tierra tiene unos cuatro mil seiscientos millones de años.

La órbita a través del tiempo

Hoy en día, los científicos tienen relojes atómicos que miden el tiempo con gran precisión. Sin embargo, al principio y hasta una época bastante reciente, medíamos el tiempo basándonos en la rotación de la Tierra.

¿Cómo vuela el tiempo?

La Tierra gira una vez sobre su propio eje cada 24 horas. Gira de oeste a este (en sentido contrario a las agujas del reloj si se mira desde el espacio, por encima del Polo Norte). La duración del día, 24 horas, es el tiempo medio que tarda el Sol en salir, ponerse y volver a salir de nuevo. Este proceso recibe el nombre de tiempo solar medio y es equivalente al tiempo estándar que marca tu reloj.

Por tanto, la duración del día es de 24 horas de tiempo solar medio. Un año está formado por unos 365 días, el tiempo que tarda la Tierra en describir una órbita completa alrededor del Sol.

Como la Tierra se mueve alrededor del Sol, el momento en el que ves salir al Sol depende tanto de la rotación de la Tierra como de su movimiento orbital.

La Tierra gira una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4 segundos respecto a las estrellas. Este intervalo de tiempo recibe el nombre de día sidéreo (sidéreo significa ‘relativo a las estrellas’). Fíjate en que la diferencia entre 24 horas y 23 horas, 56 minutos y 4 segundos es de 3 minutos y 56 segundos, alrededor de 1⁄365 de un día. Esta diferencia no es casualidad, sino que se da porque, durante un día, la Tierra se mueve a través de 1⁄365 de su órbita alrededor del Sol.

En el pasado, los astrónomos dependían de unos relojes especiales llamados relojes sidéreos que medían el tiempo sidéreo registrando 24 horas siderales durante un intervalo de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos de tiempo solar medio. Las horas, minutos y segundos sidéreos son ligeramente más cortos que las unidades correspondientes de tiempo solar. Al utilizar relojes sidéreos, los astrónomos podían seguir las estrellas para apuntar los telescopios correctamente. Sin embargo, ya no necesitamos hacerlo. Los programas informáticos que apuntan los telescopios o que muestran el cielo en un smartphone o un software de planetario, como describo en el capítulo 2, se ocupan de hacer los cálculos por ti, así que puedes utilizar la hora estándar de tu huso horario para averiguar dónde aparecen las distintas estrellas y constelaciones en el cielo.

Además, los astrónomos mantienen la costumbre de informar de sus observaciones astronómicas en un sistema común denominado UT (Tiempo Universal) o GMT (Tiempo del Meridiano de Greenwich). El UT es el tiempo estándar en Greenwich (Inglaterra). Si vives en América del Norte, la hora estándar de tu zona siempre será anterior a la hora de Greenwich. Por ejemplo, en Nueva York, el Sol sale unas cinco horas después de haber salido en Greenwich. Cuando el reloj marca las seis de la madrugada en Greenwich, los relojes de Nueva York están a punto de dar la una de la mañana.

Un tiempo definido con más precisión es el UTC (Tiempo Universal Coordinado), en la práctica idéntico al VT, el estándar internacional oficial.

La búsqueda de segundos intercalares

La Tierra tarda 365 y ¼ días en girar alrededor del Sol, pero un año de calendario normal es sólo de 365 días. Por eso añadimos un día, el 29 de febrero, cada cuatro años. Ese cuarto año se denomina año bisiesto y el día añadido ayuda a sincronizar la Tierra y el calendario.

También existe un problema de sincronización entre la rotación de la Tierra y la duración de un día natural: de vez en cuando, la Tierra gira un poquitín más despacio de lo habitual, quizá debido a un gran fenómeno meteorológico como El Niño. Estas discrepancias se acumulan y, antes de que te des cuenta, la Tierra gira desajustada respecto al tiempo que marcan los ultraprecisos relojes atómicos. En ocasiones como ésta, las autoridades internacionales declaran un segundo intercalar, que se añade a la UTC. Cuando se realiza ese pequeño ajuste, los ingenieros de todo el mundo aguantan la respiración y cruzan los dedos, esperando que el ajuste no afecte a los GPS, al control del tráfico aéreo y otros sistemas cruciales que dependen del tiempo. Estados Unidos y otros países quieren abolir los segundos intercalares, pero el Reino Unido y otros países desean mantenerlos. Se espera tomar una decisión sobre el futuro del segundo intercalar en el año 2015.

Cómo encontrar el momento adecuado

En Estados Unidos, el encargado del tiempo es el Observatorio Naval de Estados Unidos (USNO) de Washington, DC. En cualquier momento puedes consultar la UTC en la página web de su reloj maestro: http:// tycho.usno.navy.mil/what.html. En esta página también puedes encontrar la hora sidérea local aparente del punto en el que te encuentres. La hora sidérea local aparente es igual a la ascensión recta (consulta el capítulo 1) de las estrellas de tu meridiano, es decir, la línea imaginaria desde el cénit hasta el punto sur del horizonte. La mejor ubicación de una estrella para que pueda observarse es cuando está en el meridiano.

En España el organismo a cargo del tiempo es el Real Instituto y Observatorio de la Armada en San Fernando (Cádiz). Puedes visitar su web para saber qué hora exacta es en España en cualquier momento: www.arma da.mde.es/ArmadaPortal/page/Portal/ArmadaEspannola/cien cia_observatorio/prefLang_en/06_Hora--01_QueHoraEs.

Para determinar el huso horario estándar que se aplica en cualquier lugar del mundo y convertirlo a UTC (Tiempo Universal Coordinado), consulta el mapa de husos horarios mundiales de la (Oficina del Almanaque Náutico de Su Majestad) en http://aa.usno.navy.mil/faq/docs/world_tzones.php.

En la España peninsular, el horario de verano está avanzado dos horas respecto al horario UTC, es decir, cuando en julio son las tres de la tarde en Madrid, la hora UTC es la una de la tarde. En cambio, en invierno, sólo vamos una hora por delante del horario UTC. Y, bueno, como dicen los locutores de radio, “una hora menos en Canarias”.

Ideas básicas sobre las estaciones

Enseñar a los estudiantes qué origina las estaciones es una de las tareas más frustrantes para cualquier profesor de astronomía. No importa el cuidado con el que el profesor explique que las estaciones no tienen nada que ver con lo lejos que estemos del Sol muchos estudiantes no lo entienden. Incluso algunos estudios realizados en la Universidad de Harvard muestran que hay brillantes licenciados universitarios que piensan que cuando la Tierra está más cerca del Sol, es verano y, cuando está más lejos, invierno.

Los estudiantes olvidan que, cuando llega el verano al hemisferio norte, en el sur es invierno. Y cuando los australianos están haciendo surf en verano, la gente de Estados Unidos lleva abrigo. Australia y Estados Unidos están en el mismo planeta. La Tierra no puede estar más lejos y más cerca del Sol al mismo tiempo. La Tierra es un planeta, no puede estar en dos sitios a la vez por arte de magia.

La causa real de las estaciones es la inclinación del eje de la Tierra (consulta la figura 5-2). El eje, la línea imaginaria que pasa a través de los polos norte y sur, no es perpendicular al plano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol. De hecho, el eje está inclinado en 23,5° desde la perpendicular hasta el plano orbital. El eje apunta al norte, a un lugar entre las estrellas, de hecho, cerca de la Estrella Polar (como mínimo, a corto plazo; el eje cambia lentamente la dirección a la que apunta, así que la Estrella Polar de una era no será la misma en un futuro lejano).

Actualmente, la Estrella Polar, también llamada Polaris, es la estrella Alfa Ursae Minoris, ubicada en el Carro Pequeño de la constelación de la Osa Menor, Ursa Minor. Si te pierdes de noche y quieres ir hacia el norte, localiza el Carro Pequeño (consulta el capítulo 3 para obtener más información sobre cómo encontrar Polaris).

El eje de la Tierra apunta hacia “arriba” a través del polo norte y hacia “abajo” a través del polo sur. Cuando la Tierra está a un lado de su órbita, el extremo que señala hacia arriba también señala aproximadamente hacia el Sol, de forma que al mediodía el Sol se sitúa alto en el cielo en el hemisferio norte. Seis meses más tarde, el eje apunta hacia arriba pero ligeramente separado del Sol. De hecho, el eje siempre apunta en la misma dirección en el espacio, pero la Tierra ahora se ha trasladado al lado opuesto del Sol. El verano llega al hemisferio norte cuando el extremo del eje que apunta hacia arriba, a través del polo norte, apunta aproximadamente hacia el Sol. Cuando sucede, el Sol del mediodía está más alto en el cielo que en otras estaciones del año, por eso brilla de forma más directa en el hemisferio norte y proporciona más calor. Al mismo tiempo, el extremo del eje que apunta hacia abajo a través del polo sur se aleja del Sol, así que éste brilla más bajo en el cielo al mediodía que en cualquier otra estación del año, de modo que hay menos luz solar directa y, en consecuencia, es invierno en Australia.

Disfrutamos de más horas de luz solar en verano porque el Sol está más alto en el cielo. El Sol tarda más en llegar a esa altura y también en ponerse.

Como orbitamos alrededor del Sol, parece que éste se mueva a través del cielo, siguiendo un círculo llamado eclíptica, mencionado en el capítulo 3. La eclíptica está inclinada respecto al Ecuador en el mismo ángulo que la inclinación del eje de la Tierra sobre su eje: 23,5°. En el viaje anual del Sol alrededor de la eclíptica existen algunos momentos clave tal y como se experimenta en el hemisferio norte:

En el hemisferio norte, el solsticio de verano es el día con más horas de luz solar del año, ya que el Sol alcanza su posición más alta en el cielo: tarda más en alcanzar esa altura y volver después al horizonte. Del mismo modo, el solsticio de invierno del hemisferio norte es el día con la menor cantidad de horas de luz solar del año.

En definitiva, en eso consisten el tiempo y las estaciones.

Estimación de la edad de la Tierra

Medir la radiactividad es la única forma precisa que tenemos para datar cosas muy antiguas de la Tierra o del Sistema Solar. Algunos elementos, como el uranio, tienen formas inestables denominadas isótopos radiactivos. Un isótopo radiactivo se convierte en otro isótopo del mismo elemento, o en un elemento distinto, a un ritmo determinado por la media vida de la sustancia radiactiva. Si la media vida tiene un millón de años, por ejemplo, la mitad del isótopo radiactivo que estaba presente originalmente se habrá convertido en otra sustancia (denominada isótopo hijo) cuando haya transcurrido un millón de años, dejando la mitad radiactiva. Y la mitad de la mitad restante se convierte en isótopo hijo en otro millón de años. Por eso, después de dos millones de años, solamente existe el 25 % de los átomos de los isótopos radiactivos originales. Al cabo de tres millones de años, solamente queda el 12,5 %. Y así sucesivamente.

Cuando los átomos de isótopo radiactivo original, llamados átomos padre, y los átomos hijo quedan atrapados juntos en una roca o metal, por ejemplo, en un meteorito, los científicos pueden contar la cantidad de átomos de cada tipo para determinar la edad de la roca en un proceso denominado datación radiactiva.

Los científicos han utilizado este tipo de datación para determinar que las rocas más antiguas de la Tierra tienen alrededor de 3.800 millones de años. Sin embargo, la edad de la Tierra es mucho mayor. La erosión, la formación de montañas y el vulcanismo (la erupción de roca fundida desde el interior de la Tierra, incluso la formación de volcanes nuevos) destruyen constantemente las rocas de la superficie, de manera que las rocas de la superficie original de la Tierra hace tiempo que han desaparecido.

En cambio, los meteoritos arrojan dataciones radiactivas de cuatro mil seiscientos millones de años. Los meteoritos se consideran escombros de asteroides y los asteroides, a su vez, escombros del Sistema Solar más primitivo, cuando se formaron los planetas (consulta el capítulo 7 para obtener más información sobre los asteroides).

Así, los científicos piensan que la Tierra y otros planetas tienen una edad de unos cuatro mil seiscientos millones de años. En cambio, la Luna es un poco más joven, tal y como explico en el siguiente apartado.

Ideas básicas sobre la Luna

La Luna tiene un diámetro de 3.476 kilómetros, algo más que una cuarta parte del diámetro de la Tierra. La Luna no tiene una atmósfera significativa, sino sólo trazas de átomos de hidrógeno, helio, neón y argón, junto a otros en cantidades menores. En su mayoría, o en su totalidad, está formada por roca sólida (consulta la figura 5-3); algunos expertos piensan que quizá tenga un pequeño núcleo de hierro fundido. Su masa es solamente 1⁄81 la masa de la Tierra, y su densidad es alrededor de 3,3 veces la densidad del agua, notablemente inferior a la densidad de la Tierra (5,5 veces la densidad del agua).

En los siguientes apartados obtendrás toda la información sobre las fases, los eclipses y la geología de la Luna (lo que incluye consejos prácticos para observar diversos rasgos lunares). También comparto una teoría sobre el origen de la Luna.

Prepárate para aullar: cómo identificar las fases lunares

Excepto durante un eclipse lunar (consulta el siguiente apartado), la mitad de la Luna recibe siempre luz solar y la otra mitad está a oscuras. Al contrario de lo que se suele creer, estos hemisferios de luz y oscuridad no se corresponden con la cara cercana y la cara oculta de la Luna. Dichas caras son los hemisferios que apuntan hacia la Tierra o en dirección opuesta, respectivamente, y siempre son los mismos. Las mitades lunares con luz solar o a oscuras son los hemisferios que miran hacia el Sol o en dirección opuesta. Y cambian a medida que la Luna se mueve alrededor de la Tierra (consulta la figura 5-4).

La luna nueva o novilunio es la fase en la que empieza el ciclo lunar mensual. En este momento, la cara cercana a la Tierra apunta en dirección opuesta al Sol, lo que la convierte en la cara oscura. Unas horas o días más tarde, la Luna está en fase creciente, lo que significa una luna creciente cuya zona brillante se hace mayor. En esta fase, la Luna se distancia de la línea Sol-Tierra mientras orbita alrededor de la Tierra. La mitad de la Luna siempre está iluminada, la que está frente al Sol, pero durante una luna creciente, no podemos ver la mayor parte de su zona iluminada que no mira hacia la Tierra.

A medida que la Luna se mueve alrededor de su órbita, llega a un punto en el que la línea Tierra-Luna está en ángulo recto con la línea Tierra-Sol. En esta etapa, vemos media luna, y es lo que los astrónomos denominan cuarto creciente.

¿Cómo puede una mitad equivaler a una cuarta parte? Si pides que te cambien billetes, una mitad y una cuarta parte de un billete no es lo mismo, pero, para un astrónomo, la mitad de la cara visible de la Luna (la que está frente a la Tierra) está iluminada, por eso la gente la llama media luna. En cambio, la parte iluminada de la Luna que vemos es sólo la mitad del hemisferio brillante que está cara al Sol, y la mitad de una mitad es un cuarto. Apuesta con tus amigos que un cuarto puede ser una mitad. Ganarás, y puedes conseguir un dinerillo.

Cuando la parte iluminada de la Luna que podemos ver crece hasta superar un cuarto (la mitad), pero continúa siendo menor que la luna llena, los astrónomos la llaman luna gibosa creciente.

Cuando la Luna está en la parte más alejada de su órbita, opuesta al Sol, el hemisferio lunar frente a la Tierra está completamente iluminado, lo que crea una luna llena. A medida que la Luna sigue girando en su órbita, la parte iluminada se hace más pequeña y la Luna pasa a ser gibosa de nuevo, menos que la luna llena y más que un cuarto (luna gibosa menguante). Al cabo de poco tiempo, parece que veamos una cuarta parte de la Luna, lo que se conoce con el nombre de cuarto menguante. A medida que la Luna se acerca a la línea que hay entre la Tierra y el Sol, se convierte en una luna menguante. Al cabo de poco tiempo, volverá a ser una luna nueva y se iniciaran de nuevo las distintas fases del ciclo lunar.

El período de tiempo que transcurre entre una luna nueva y la siguiente se denomina mes sinódico, que tiene una duración media de 29 días, 12 horas y 44 minutos.

La gente suele preguntar por qué todos los meses no se produce un eclipse de Sol los días de luna nueva. La razón es que la Tierra, la Luna y el Sol normalmente no están alineados durante la luna nueva. Cuando todos se alinean durante la luna nueva, se produce un eclipse de Sol (consulta el capítulo 10). Cuando los tres cuerpos están alineados durante la luna llena, presenciamos un eclipse de Luna.

¡La Tierra también tiene fases! Sin embargo, para verlas, debes ir al espacio y mirar la Tierra desde la distancia. Cuando la gente de la Tierra ve una bonita luna llena, un observador que estuviera en la cara visible de la Luna disfrutaría de una “Tierra nueva”, y cuando los terrícolas vieran una luna nueva, los observadores de la Luna verían una “Tierra llena”.

Entre las sombras: observación de eclipses lunares

Se produce un eclipse lunar cuando la luna llena está exactamente en la línea que une el Sol y la Tierra. La Luna se encuentra entonces en la sombra de la Tierra, denominada umbra. Es seguro mirar un eclipse lunar, siempre que no te tropieces con algo en la oscuridad o que lo hagas mientras conduces.

Durante un eclipse total de Luna, aún puedes ver la Luna, a pesar de que esté inmersa en la sombra de la Tierra (consulta la figura 5-5). No incide sobre ella ninguna luz solar directa, pero algo de luz del Sol se curva en los bordes de la atmósfera de la Tierra (tal y como se ve desde la Luna) y cae sobre la Luna. La luz solar se filtra al pasar a través de nuestra atmósfera, y llega sobre todo la luz roja y naranja. Este efecto de luz terrestre es distinto de un eclipse lunar al siguiente, en función de las condiciones meteorológicas y de las nubes de la atmósfera de la Tierra. Por lo tanto, la Luna totalmente eclipsada puede ser de un naranja apagado, de un rojo más apagado aún o de un rojo muy oscuro. A veces, apenas puede divisarse una Luna eclipsada.

Éstas son las fechas de los próximos eclipses lunares totales hasta el año 2025:

Si quieres prepararte para los próximos eclipses, encontrarás mucha información sobre las horas y la parte de la Tierra en la que será visible el eclipse. Echa un vistazo a las revistas Astronomy o Sky & Telescope y a sus sitios web (www.astronomy.com y www.skyandtelescope.com) cuando se acerquen las fechas del eclipse.

Los eclipses totales de la Luna son tan comunes como los eclipses totales del Sol, pero se pueden ver más a menudo en cualquier lugar porque los de Sol sólo son visibles a lo largo de una banda estrecha de la Tierra denominada franja de totalidad. En cambio, cuando la sombra de la Tierra cae sobre la Luna, puedes ver la Luna eclipsada desde cualquier punto de la mitad de la Tierra, siempre y cuando sea de noche.

Los eclipses parciales no son tan interesantes. Durante un eclipse parcial, sólo una parte de la luna llena cae dentro de la sombra de la Tierra. La Luna parece estar en una fase distinta. Si no sabes que se está produciendo un eclipse (o que estamos en fase de luna llena), no serás consciente de que es un fenómeno astronómico único. Quizá lo confundas con una luna en cuarto creciente o menguante. Pero, si sigues mirando durante una hora, puedes ver la luna llena salir de la sombra de la Tierra.

Roca dura: estudio de la geología lunar

La Luna está salpicada de cráteres de todos los tamaños, desde hoyos microscópicos hasta cuencas de cientos de kilómetros de diámetro. La mayor es la Cuenca Aitken, del polo sur lunar, de unos 2.600 kilómetros de ancho. Dichos cráteres fueron provocados por objetos (asteroides, meteoroides y cometas) que chocaron contra la Luna (hace mucho tiempo). Los cráteres microscópicos, que los científicos han encontrado en rocas recogidas por los astronautas en la superficie de la Luna, fueron provocados por micrometeoritos, diminutas partículas de roca que vuelan a través del espacio. Todos los cráteres y cuencas se conocen como cráteres de impacto, para distinguirlos de los cráteres volcánicos.

La Luna ha experimentado vulcanismo, pero éste adoptó una forma distinta al de la Tierra. La Luna no tiene volcanes ni grandes montañas volcánicas con cráteres en la parte superior. Sin embargo, sí que tiene pequeñas cúpulas volcánicas, es decir, montañas con cimas redondas como las que aparecen en algunas zonas volcánicas de la Tierra. Además, los canales sinuosos de la superficie lunar (llamados rimas) parecen tubos de lava, un accidente geográfico común en las zonas volcánicas de la Tierra (como los tubos de lava del Monumento Nacional Lava Beds del norte de California). Además, la Luna tiene enormes llanuras de lava que llenan los fondos de las grandes cuencas de impacto. Estas llanuras de lava se denominan maria, que en latín quiere decir ‘mares’ (cuando miras hacia arriba y ves la Cara de la Luna, las zonas oscuras que forman algunos de sus rasgos son los mares).

En el pasado, hubo científicos que pensaban que los mares lunares podían ser océanos. Pero, de serlo, podríamos ver reflejos brillantes del Sol en ellos, igual que cuando miramos el mar desde un avión de día. Las zonas más grandes y brillantes de la Cara de la Luna son los altiplanos lunares, zonas con abundantes cráteres. Los mares lunares también tienen cráteres, pero hay menos por kilómetro cuadrado que en los altiplanos, lo que significa que los mares lunares son más jóvenes. Las cuencas en las que se sitúan los mares lunares fueron creadas por impactos enormes. Dichos impactos arrasaron los cráteres existentes. Más tarde, las cuencas se llenaron de lava desde abajo, barriendo cualquier cráter nuevo que se hubiera formado después de los enormes impactos. Todos los cráteres que ahora puedes ver en los mares lunares proceden de impactos que tuvieron lugar después de la congelación de la lava.

¿Hielo lunar? ¡Genial!

El llamado suelo lunar, formado por polvo de roca fino, cubre la superficie de la Luna. Procede de innumerables impactos de meteoroides y asteroides que han chocado contra ella durante mucho tiempo, formando cráteres y pulverizando roca. En muchos casos, las moléculas congeladas de agua están adheridas a las partículas de polvo, sobre todo en los fondos de los cráteres cercanos a los polos de la Luna. En las inmediaciones de esos cráteres, el Sol nunca está alto en el cielo y los fondos de los cráteres quedan bajo las sombras de las paredes. Estas zonas son los lugares más fríos de la Luna. Al menos en un cráter del polo sur la temperatura llega a −240 °C. Espero que no intentes recoger un poco de polvo lunar para prepararte un refrescante vaso de agua lunar helada. Ese polvo, además de moléculas de agua, contiene átomos de plata y mercurio, y no querrás que se deslicen por tu garganta.

¿Listo para observar la cara visible y conocer mejor la cara oculta de la Luna? Lee los siguientes apartados.

Observa la cara visible de la Luna

La Luna es uno de los objetos más agradecidos de observar. La puedes ver cuando hay niebla o el cielo está parcialmente nublado y a veces es visible durante el día. Puedes ver cráteres incluso con los telescopios más pequeños. Con un telescopio pequeño de alta calidad, disfrutarás de cientos, quizá miles, de rasgos lunares, como cráteres de impacto, mares, altiplanos, rimas y otros, entre los que se incluyen los siguientes:

Si quieres distinguir un cráter, rima o cadena montañosa de la Luna cuando miras por el telescopio, necesitas un mapa de la Luna o un juego de cartas lunares. Son económicos y pueden comprarse en tiendas de material de astronomía y otras aficiones científicas y, a veces, en tiendas de mapas. Aquí tienes dos establecimientos en internet donde encontrarás este tipo de mapas:

Recuerda, estos mapas y cartas sólo muestran una cara de la Luna: la cara visible. No necesitas un mapa de la cara oculta de la Luna porque no puedes verla desde la Tierra.

Para prácticamente cualquier cosa que quieras ver en la Luna, el mejor momento de observación es cuando el objeto está cerca del terminador, la línea divisoria entre el brillo y la oscuridad. Los detalles de los accidentes geográficos lunares se evidencian cuando están en el lado brillante del terminador.

Durante un mes, que es casi el período de tiempo que transcurre entre una luna llena a la siguiente, el terminador se mueve sistemáticamente a través de la cara visible de la Luna de forma que, en algún momento, todo lo que puedes ver en la Luna está cerca de él. En función del momento del mes, el terminador corresponde o bien al lugar de la Luna en el que sale el Sol o bien al lugar en el que se pone el Sol. Como sabes por experiencia en la Tierra, las sombras se extienden más lejos durante el amanecer o la puesta de sol y se contraen progresivamente a medida que el Sol se va elevando en el cielo. Cuando el Sol está a una altitud conocida, la longitud de la sombra está relacionada con la altura del accidente lunar que la proyecta. Cuanto más larga sea la sombra, más alto es el accidente geográfico.

Siente simpatía por la luz cenicienta

Cuando observes la Luna, puede que notes que la parte de la cara oscura del terminador no siempre es negra como el carbón. Quizá veas un brillo tenue aunque allí el Sol no esté brillando. Este resplandor es la luz cenicienta, que no es más que la luz solar que se refleja en la Tierra, que en este caso actúa como un espejo, e incide en la superficie lunar, que a su vez proyecta un brillo tenue. Puedes ver la luz cenicienta con más facilidad cuando hay luna creciente, y nunca la verás con luna llena.

El peor momento para observar la Luna es durante la luna llena. En ese momento, el Sol está alto en el cielo en la mayor parte de la cara visible de la Luna, por lo tanto, las sombras son escasas y cortas. La presencia de sombras formadas por accidentes geográficos de la Luna te ayuda a comprender el relieve de la superficie, es decir, la forma en la que los accidentes geográficos se extienden por encima o por debajo de lo que les rodea.

Pásate al lado oscuro

No necesitas un mapa de la cara oculta para observar la Luna porque no puedes ver esa cara. Nuestra visión es limitada porque la Luna está en rotación sincrónica, lo que significa que hace exactamente un giro sobre su eje cuando orbita una vez alrededor de la Tierra (el período orbital de la Luna es de unos 27 días, 7 horas y 43 minutos). Por lo tanto, la Luna siempre tiene el mismo hemisferio de cara a la Tierra.

Las tiendas de material de astronomía y ciencia venden globos lunares que representan los accidentes geográficos de toda la Luna, es decir, de la cara oculta y la visible. El programa espacial soviético fue el primero que fotografió la cara oculta de la Luna, haciendo fotos con una nave espacial robótica al principio de la era espacial. Desde entonces, muchas naves espaciales, entre las que se incluyen Lunar Orbiters, Clementine y Lunar Reconnaissance Orbiter, han trazado un mapa exhaustivo de la Luna.

Sé un científico lunar

Puedes estudiar la Luna sin tener telescopio y desde la comodidad de tu propio hogar. Basta con que visites la web http://cosmoquest.org/mappers/moon/, hagas clic en Simply Craters y sigas sus instrucciones. Aprenderás a identificar cráteres pequeños de la Luna en fotografías del Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA.

Un gran impacto: una teoría sobre el origen de la Luna

Los científicos saben mucho sobre las edades de las rocas en distintos terrenos y partes de la Luna. Obtuvieron los datos con datación radiactiva de muestras de los cientos de kilos de rocas lunares que las seis tripulaciones de astronautas del proyecto Apollo de la NASA (que aterrizaron en la Luna en distintos momentos entre 1969 y 1972) trajeron a la Tierra.

Antes de las misiones lunares Apollo, varios expertos predijeron convencidos que la Luna sería la piedra Rosetta del Sistema Solar. Sin agua líquida que erosione la superficie, atmósfera digna de mención ni vulcanismo activo sobre la Luna, pensaron que la superficie debía incluir mucho material primordial del nacimiento de la Luna y los planetas. Pero las muestras lunares del Apollo lanzaron piedras sobre su teoría.

Cuando una roca se derrite, se enfría y se cristaliza, todos sus relojes radiactivos se reinician. Los isótopos radiactivos empiezan a producir nuevos isótopos hijo que quedan atrapados en los cristales minerales recientemente formados. Las rocas del Apollo muestran que toda la Luna (o, como mínimo, su corteza hasta una profundidad considerable) se derritió hace 4.600 millones de años. Las rocas de la superficie más viejas de la Luna tienen“sólo” 4.500 millones de años. La diferencia entre 4.600 y 4.500 millones de años es 100 millones de años. Al contrario de lo que sucede con los minerales de las rocas terrestres, que contienen agua en las estructuras minerales, las rocas de la Luna están prácticamente secas.

La teoría sobre el origen de la Luna que ha aparecido para explicar todas estas pruebas, y para evitar las objeciones que han presentado los científicos contra teorías anteriores, es la teoría del impacto gigante. Según esta teoría, la Luna está formada por material procedente del manto de la Tierra, que se desprendió cuando un objeto enorme (de hasta tres veces la masa de Marte) chocó de refilón contra la joven Tierra al pasar. Según esa teoría, parte de las rocas del manto de aquel objeto ya desaparecido que impactó también se incorporaron a la Luna.

El impacto gigante sobre la joven Tierra arrojó todo este material al espacio en forma de vapor de roca caliente. Condensó y se solidificó como copos de nieve. Los copos de nieve chocaron entre sí y se unieron, y, en un abrir y cerrar de ojos, se había formado la Luna. Se unió en los potentes impactos de los últimos grandes trozos de roca, gracias a que el calor de cada impacto fundía la roca.

Todos los impactos que causaron los cráteres que ahora vemos en la Luna se produjeron más tarde, y la mayoría se remonta a más de tres mil millones de años.

Según esta teoría, la Luna es menos densa que la Tierra y más o menos igual de densa que el manto de la Tierra (la capa que está debajo de la corteza y encima del núcleo) porque se formó con material del manto. (La densidad es una medida de la cantidad de masa que hay en un volumen determinado. Si tienes dos balas de cañón del mismo tamaño y forma, tienen el mismo volumen. En cambio, si una bala es de plomo y la otra de madera, la de plomo es más pesada y tiene una densidad mayor.) Esta teoría predice que la Luna no debería tener un núcleo de hierro, si es que tiene alguno. Y un núcleo pequeño de un objeto pequeño (es decir, la Luna) debería haberse enfriado y congelado hace tiempo si en algún momento contuvo hierro líquido. De todas formas, otros investigadores sospechan que la Luna tiene un núcleo de hierro y que puede estar fundido. La misión GRAIL, formada por las dos naves espaciales gemelas de la NASA, la del Laboratorio Interior y la de Recuperación de Gravedad, lanzada en el año 2011, desentrañará este misterio.

En la actualidad, la teoría del impacto gigante es nuestra mejor aproximación. Por desgracia, en este momento, no podemos probarla. Por ejemplo, la teoría no predice ningún tipo especial de roca que podamos buscar entre los cientos de kilos de rocas lunares que recogieron los astronautas del Apollo. Algunos astrónomos sospechan que las rocas del mayor cráter de la Luna fueron expelidas desde una gran profundidad por el asteroide que colisionó y formó el cráter. Esas rocas, en la cuenca Aitken del polo sur lunar, pueden proceder de debajo de la capa superficial que se fundió después de la formación de la Luna. En tal caso, los estudios de esas rocas indicarían a los científicos si la teoría del impacto gigante es acertada. La cuenca Aitken del polo sur es el cráter más grande de la Luna (y de cualquier otro punto del Sistema Solar) y es objeto de grandes desilusiones. Algunos expertos piensan que las rocas de allí no proceden de una profundidad suficiente como para poder probar la teoría. Peor aún, los planes para explorar la cuenca con astronautas o naves espaciales robóticas están parados hasta que la NASA trace un nuevo programa lunar.

Si los científicos verifican la teoría del impacto gigante, tendrá un enorme efecto en la ciencia, pero ve con calma, esto podría durar muchas lunas.

Espero que te guste mi descripción de la Luna y que no te haya decepcionado que esté alejándose. La Luna se está separando lentamente de la Tierra mientras sigue orbitando a su alrededor. Todos los años, la Luna retrocede unos 3,8 centímetros y el tiempo que tarda en dibujar una órbita alrededor de Tierra es ligeramente mayor.