La semana pasada la Luna fue noticia por la publicación de tres nuevas pruebas que apoyan la teoría del “gran impacto” que explica cómo se formó la Luna. Antes de nada, una cuestión que mucha gente se pregunta es, si la Luna es responsable de las mareas, ¿nos influye a nosotros?
No, su influencia es completamente despreciable por ser muy pequeña comparada con la influencia de la Tierra.
Lo primero, sobre la Tierra en su conjunto, la fuerza de la gravedad del Sol
es más grande que la fuerza de la gravedad de la Luna.
Sobre el centro de masas de la Tierra, la aceleración debida a la gravedad
del Sol es de 5,9 mm/s² mientras que la debida a la Luna es de 3,3 mm/s²,
es decir, la del Sol es 1,78 veces más grande (estos valores hay que multiplicarlos por la masa de la Tierra para obtener una fuerza, que es enorme debido a que la Tierra es muy grande).
Puedes comparar estos valores con la aceleración de la Tierra sobre un cuerpo en su superficie, que vale 9,8 m/s² (unas 1600 veces más grande que la del Sol y unas 3000 veces más grande que la de la Luna).
Pero esto no tiene nada que ver con las mareas.
Los océanos, los mares y los grandes lagos se encuentran en equilibrio hidrostático, es decir, la presión compensa a la fuerza de la gravedad. Como su superficie es libre, cualquier perturbación (incluso muy pequeña) hace que la superficie suba o baje, apareciendo fenómenos de pequeña escala, oleaje (debidos a fuerzas débiles como el viento), y de gran escala, las mareas.
La Luna (y el Sol) cambian de posición e introducen una pequeña perturbación en este equilibrio, por ello, aunque son fuerzas muy pequeñas pueden producir fenómenos de gran escala como las mareas.
Las fuerzas de marea debidas a la Luna son el doble de grandes que las debidas al Sol. Sin entrar en los cálculos, la aceleración de marea debida a la gravedad de la Luna es de 1,1 µm/s² mientras que la del Sol es de 0,5 µm/s², es decir la de la Luna es 2,2 veces más grande que la del Sol
(o si lo prefieres, la del Sol es un 45% la de la Luna).
Recuerda, sobre un kilogramo de agua de tu cuerpo, la Tierra ejerce una fuerza de [9,8/1,1 =] 8,9 millones de veces más grande que la de la Luna
y [9,8/0,5 =] 19 millones de veces más grande que la del Sol.
El efecto de la gravedad de la Luna o del Sol sobre tu cuerpo es ridículo comparado con el de la Tierra. Salvo que la gravedad de la Tierra
no te “afecte” porque estás en equilibrio hidrostático, como los océanos.
Tanto la Luna como el Sol producen mareas, aunque las de la Luna son más grandes (como el doble).
La causa última de las mareas es la curvatura de la Tierra que hace que haya puntos de la superficie del océano que están más cercanos a la Luna (o al Sol)
y otros más alejados, con lo que la atracción de la Luna (o del Sol) es más grande en unos que en otros.
Las mareas vivas (o altas) se producen con luna nueva (Sol y Luna al mismo lado de la Tierra) y luna llena (Sol y Luna en lados opuestos de la Tierra) por las posiciones del Sol y la Luna. La mareas muertas (o bajas) se producen cuando el Sol y la Luna forman un ángulo recto respecto a la Tierra (p.ej. en cuarto creciente). Las mareas máximas se observan cuando la Luna, la Tierra y el Sol están perfectamente alineados, es decir, cuando la atracción gravitatoria del Sol y la Luna se suman.
El calendario lunar ha sido tanto o más importante en la historia que el solar.
Un año (unos 365 días) es demasiado tiempo respecto a un día.
El mes lunar (unos 28 días) es una medida de tiempo mucho más razonable y dividirlo en cuatro partes introduce la semana (7 días).
Debido a que 365 no es divisible entre 7, el año tiene 52 semanas y 1 día, con lo que los meses no tienen 28 días. Como ya sabes, el calendario solar nació en Egipto para predecir un evento que ocurría una vez al año (la crecida del Nilo en verano). Los romanos introdujeron los actuales 12 meses (con varios cambios de nombre y duración). Pero no se debe olvidar que el mes lunar es el tiempo que la Luna tarda en dar una vuelta sobre su eje (el mismo tiempo que alrededor de la Tierra por eso solo vemos la cara visible)
que dura 27 días, 7 horas y 43 minutos, pero que la Luna da una vuelta a sí misma respecto al Sol cada 29 días 12 horas y 44 minutos, el llamado mes sinódico (lo que dura un ciclo completo de las fases de la Luna). La diferencia es debida a que la Tierra se mueve alrededor del Sol y recorre cerca de 1/12 de su órbita solar en un mes lunar.
Las mareas se rigen por el mes sinódico, no por el lunar.
¿Influye la Luna en los partos, en la violencia, etc…?
Esta influencia está desmontada por múltiples estudios en las últimas décadas que han demostrado que no hay ningún efecto, más allá del sesgo cognitivo.
En el libro “The outer edge: Classic investigations of the paranormal,” editado por Joe Nickell, Barry Karr y Tom Genoni (1996), hay un famoso capítulo que desmonta el mito del efecto de la Luna (basándose en más de 100 estudios publicados hasta 1995), “The Moon was Full and Nothing Happened: A Review of Studies on the Moon and Human Behavior and Human Belief,” escrito por Ivan Kelly, James Rotton y Roger Culver (1996).
Desde entonces muchos otros estudios han llegado a la misma conclusión.
El sesgo cognitivo nos hace interpretar lo hechos en función de nuestros prejuicios y ver relaciones que no existen donde nos han dicho que deberían existir. En las interacciones sociales entre humanos, los sesgos cognitivos influyen muchísimo en la toma de decisiones.
Los mitos, las tradiciones, el folclore y el entorno social en el que vivimos nos influye a la hora de interpretar de forma errónea las relaciones entre hechos que no están relacionados; en especial si esta interpretación recibe un refuerzo social por parte de la comunidad que nos rodea. Recomiendo a todos consultar “Full moon and lunar effects” en el Skeptic’s Dictionary.
El efecto real de la Luna sobre el clima de la Tierra
o sobre los seres vivos es ridículo.
Obviamente, el plano de la órbita de la Luna alrededor de la Tierra está inclinado respecto al plano de la eclíptica (órbita de la Tierra alrededor del Sol) y esta inclinación varía (pero muy lentamente). En un millón de años se estima (por simulaciones por ordenador) una variación periódica de 19 a 28.4° respecto al plano de la eclíptica. El efecto sobre el clima de esta variación no se nota en la escala de la vida de una persona.
La película “Lo imposible” de Bayona, que está muy bien, me ha recordado que se dijo entonces que la Luna llena pudo influir en el tsunami de diciembre de 2004 en Indonesia, lo que obviamente es una chorrada, con perdón, una simple casualidad. En aquel momento la Luna se encontraba casi en el punto más alejado de su órbita, donde su influencia gravitatoria es menor.
Prácticamente la única influencia de la Luna sobre la vida en la Tierra es gracias a las mareas (los seres vivos que viven en la región mesolitoral) y por la luz de la Luna llena que permite a algunos animales ver mejor esas noches, lo que hace que cambien un poco ciertos hábitos. Pero es un efecto poco importante.
Cambiando de tema, ¿cómo se formó la Luna? La teoría más razonable para la formación de la Luna es llama teoría del “gran impacto” y se basa en la hipótesis de que hace 4500 millones de años un planeta colisionó contra la Tierra, destruyéndose y formando un disco de materia que dio lugar a la Luna. La versión original de la teoría fue propuesta por dos investigadores llamados Hartmann y Davis en 1975.
Su hipótesis original es que la Luna se formó por el impacto de un planeta del tamaño de Marte, llamado Theia o a veces Orfeo, que colisionó a gran velocidad, unos 40000 km/h, contra la Tierra primitiva, produciendo un disco de materia circunterrestre del que nació la Luna por acreción.
Esta semana han sido noticia nuevos que apuntan a que hay que modificar algunos detalles de esta teoría.
¿Cómo se les ocurrió a Hartmann y Davis proponer una teoría aparentemente tan descabellada? La razón fueron los análisis de los 382 kg de rocas lunares que trajeron a la Tierra las misiones Apolo.
Estas rocas lunares son más antiguas que las rocas más antiguas de la Tierra y son rocas magmáticas con una composición similar a la del manto de la Tierra. Para explicarlo Hartmann y Davis propusieron que una colisión desgajó materia del manto terrestre formando un disco del que surgió la Luna.
De hecho, estas rocas lunares son más pobres en elementos volátiles como potasio y sodio que las rocas del mismo tipo en la Tierra y en Marte.
¿Qué son los elementos volátiles?Se llaman elementos volátiles a los que se evaporan a temperaturas menores de 1000 ºC, como el zinc.
Si la Luna se formó tras un enfriamiento rápido, gran cantidad de elementos volátiles del disco circunterrestre se tuvieron que evaporar al espacio.
Esta semana se ha publicado en Nature un nuevo análisis de las rocas lunares que demuestra que contienen menos isótopos ligeros del zinc (en concreto, Zn-64) que isótopos pesados (Zn-66); de hecho el cociente de estos isótopos es idéntico en las rocas magmáticas de la Tierra y de Marte, pero es un más pequeño en las rocas lunares, lo que apoya firmemente
la teoría del gran impacto.
Más información en “El cociente isotópico de zinc en las rocas lunares y el origen de la Luna.”
La colisión de un planeta contra la Tierra a 40.000 km/h tuvo que ser colosal. ¿Cómo es posible que se formara un disco de materia estable que dio origen a la Luna? Este era uno de los grandes problemas de la teoría del gran impacto.
De hecho, esta semana se ha publicado en Science nuevos resultados de simulaciones en superordenador que apuntan a que el planeta Theia, que impactó contra la Tierra, tenía una masa entre 4 y 5 veces la de Marte, era casi tan grande como la Tierra e impactó de forma oblicua a muy baja velocidad, a solo unos 14 km/h. Las nuevas simulaciones financiadas por Instituto de Ciencia Lunar de la NASA predicen que la colisión fue muy rápida y que el disco de materia se formó en solo un día (unas 26 horas) con una masa total de unas
3 veces la masa de la Luna y una composición muy similar a la de las rocas de la Luna, lo que está en excelente acuerdo con las predicciones
de la teoría del gran impacto.
Vamos a intentar aclarar un poco estos números, qué relación hay entre las masas de la Tierra, la Luna y Marte.
La Luna no es pequeña, su diámetro es el 25% del diámetro de la Tierra, pero su masa es solo del 1% de la masa de la Tierra. Marte es más grande, su diámetro es del 50% del diámetro de la Tierra (como la mitad que la Tierra o el doble que la Luna), pero su masa es de un 10% de la masa de la Tierra, como diez veces más que la masa de la Luna. La nueva hipótesis publicada esta semana en Science es que Theia era un planeta con una masa del 45% de la masa de la Tierra y un diámetro muy similar al de la Tierra.
En una colisión entre dos planetas casi iguales de tamaño tras el primer choque los planetas se separaron y volvieron a chocar resultando nuestro planeta y el disco circunterrestre de materia.
Esta semana también ha sido noticia otro artículo publicado en Science.
Otro de los problemas de la teoría del gran impacto es explicar cómo se repartió el momento angular total de la colisión entre la Tierra y Theia, entre la Tierra y el disco circunterrestre que dio lugar a la Luna.
Nuevas simulaciones por superordenador también publicadas en Science indican que la Tierra tras el impacto inicial giraba a una velocidad entre 2 y 2 veces y media más rápido que en la actualidad.
La Tierra fue perdiendo velocidad mientras la ganaba el disco de materia, que además se fue alejando de la Tierra. Cuando gran parte de la materia del disco superó el límite de Roche, empezó a formarse la Luna, que siguió alejándose de la Tierra frenando su rotación.
En la actualidad la Luna aún se sigue alejando (aunque solo a unos
4 centímetros al año) frenando la rotación terrestre.
Realmente, los nuevos descubrimientos que apoyan la teoría del gran impacto para la formación de la Luna son apasionantes.
