Cuando se piensa en óxido, lo habitual es imaginarse un clavo viejo, una viga abandonada o una reja olvidada bajo la lluvia. Lo que no resulta nada común es encontrarlo en un lugar donde no hay ni aire ni agua: la Luna. Sin embargo, en 2020 se detectó un tipo específico de óxido de hierro, llamado hematita, en regiones polares de nuestro satélite. Lo más sorprendente no era su presencia, sino el hecho de que allí, en un mundo seco y expuesto al vacío, el óxido no debería existir. Un hecho más para añadir a la lista de curiosidades de la Luna.
Esto provocó una incógnita científica que ha venido desafiando las explicaciones tradicionales. Un reciente estudio publicado en Geophysical Research Letters ofrece una respuesta tan inesperada como fascinante: el oxígeno que oxida la superficie lunar no viene del espacio exterior, sino directamente de la Tierra, en forma de un “viento” compuesto por partículas cargadas. Este hallazgo no solo resuelve un misterio geológico, sino que además apunta a una conexión constante y material entre nuestro planeta y su satélite natural.
El misterio del óxido en un lugar sin aire
La hematita, también conocida como Fe₂O₃, es una forma común de óxido de hierro en la Tierra. Su formación suele requerir la presencia de oxígeno y agua. Pero la Luna no cuenta con atmósfera ni humedad significativa, lo que ha llevado a considerar su entorno como un lugar reducido, es decir, carente de oxígeno disponible para reacciones químicas.
Pese a ello, la misión M3 (Moon Mineralogy Mapper) identificó depósitos de hematita en las zonas polares del satélite, especialmente en el hemisferio más cercano a la Tierra. Esto implicaba que algo, de alguna manera, estaba suministrando oxígeno a esas regiones, contradiciendo el conocimiento previo sobre la geología lunar. Las primeras teorías intentaron relacionarlo con impactos de meteoritos o procesos volcánicos antiguos, pero ninguna podía explicar la localización precisa de los hallazgos.
El viento de la Tierra: una fuente inesperada
La clave del enigma parece encontrarse en un fenómeno poco conocido llamado “viento de la Tierra”, una corriente de partículas que fluye desde la magnetosfera terrestre hacia el espacio. Este viento incluye iones de oxígeno, que pueden viajar hasta la Luna cuando esta pasa por la estela magnética del planeta, lo cual ocurre durante unos cinco días cada mes.
Durante este periodo, parte de la atmósfera superior terrestre es arrastrada hacia el entorno lunar. Los iones de oxígeno pueden llegar hasta el regolito (suelo) lunar e interactuar con minerales ricos en hierro, transformándolos en hematita sin necesidad de agua. Esta hipótesis, antes considerada especulativa, ha sido ahora validada mediante simulaciones de laboratorio que imitan las condiciones reales de la superficie lunar .
Experimentos con minerales lunares simulados
En el estudio liderado por Xiandi Zeng y Ziliang Jin, los investigadores irradiaron diferentes minerales portadores de hierro —como ilmenita, magnetita, troilita y hierro metálico— con iones de oxígeno a una energía de 10 keV, similar a la del viento terrestre. El resultado fue claro: en varios de estos materiales se formó hematita.
Uno de los hallazgos más relevantes fue que el hierro metálico, al ser irradiado, mostraba nuevos picos característicos en el espectro Raman, confirmando la transformación química. En palabras de los autores: “La formación de hematita a partir del hierro metálico puede lograrse mediante [la irradiación con] O⁺”.
También observaron una secuencia de oxidación progresiva: primero se forma magnetita (Fe₃O₄), y luego esta se convierte en hematita. Esta cadena reacciona incluso sin la presencia de agua, lo que la convierte en un proceso viable en el entorno lunar.
Reducción y conservación: el papel del hidrógeno
El otro gran protagonista de esta historia es el hidrógeno, especialmente el que llega desde el viento solar. La misma investigación analizó si los iones de hidrógeno podían revertir el proceso de oxidación. Para ello, irradiaron hematita con hidrógeno de distintas energías, simulando tanto el viento solar (2 keV) como el viento terrestre (10 keV).
Los resultados fueron reveladores. Solo los iones de hidrógeno de alta energía lograron reducir parte de la hematita a hierro metálico, mientras que los de baja energía fueron casi ineficaces. Esto implica que la presencia y conservación de hematita en la Luna depende en gran medida del equilibrio entre oxígeno e hidrógeno, así como de la energía de las partículas que llegan hasta allí.
Una distribución que también tiene explicación
Los mapas del satélite muestran que la hematita se concentra en las regiones de alta latitud, lo cual podría explicarse por la forma en que las partículas cargadas viajan a través del campo magnético terrestre. Los iones de oxígeno, al tener mayor masa, siguen trayectorias que los dirigen hacia los polos lunares, mientras que los de hidrógeno tienden a desviarse. Este patrón favorece la oxidación en zonas específicas, lo que concuerda con las observaciones de los satélites orbitales.
Además, los investigadores advierten que la distribución y conservación del óxido depende no solo de la composición del regolito lunar, sino también de las condiciones variables del viento magnético terrestre, especialmente durante tormentas solares o alteraciones del campo geomagnético.
Más que un fenómeno geológico
Más allá de lo sorprendente que resulta encontrar óxido en un lugar tan inhóspito, este hallazgo tiene implicaciones profundas. En primer lugar, confirma que existe un intercambio material constante entre la Tierra y la Luna, algo que no se había demostrado con claridad. En segundo lugar, abre la posibilidad de que la evolución química de nuestro planeta haya dejado huella en el satélite. Según los autores, “las fluctuaciones en los niveles de oxígeno atmosférico de la Tierra podrían estar registradas en los isótopos de oxígeno de la hematita lunar”.
Este proceso, activo desde hace miles de millones de años, convierte a la Luna en una especie de archivo geológico que conserva la historia de la atmósfera terrestre. Además, otros componentes del viento terrestre, como el nitrógeno, también podrían estar almacenados en el regolito, esperando ser estudiados por futuras misiones.
Nuevos caminos para la exploración lunar
Los resultados del estudio se producen en un contexto muy oportuno. La reciente misión india Chandrayaan-3 aterrizó cerca del polo sur lunar, precisamente en una de las regiones donde se ha detectado hematita. Por otro lado, la misión china Chang’e-7 tiene previsto explorar también esta zona. Ambas podrían ofrecer datos cruciales para seguir investigando este fenómeno y profundizar en el papel del viento terrestre como agente geológico activo.
Por último, comprender estos procesos puede ser clave para futuras misiones tripuladas y la posible extracción de recursos en la Luna. Saber cómo se transforman los minerales en su superficie, y qué compuestos se forman o desaparecen, permite anticipar cambios y diseñar estrategias más seguras para la exploración y el aprovechamiento de sus materiales.
Referencias
- Zeng, X., Jin, Z., Dong, C., Huang, Z., Zhu, M.-H., Xu, L., Morrissey, L., & Wang, L. (2025). Earth Wind‐Driven Formation of Hematite on the Lunar Surface. Geophysical Research Letters, 52, e2025GL116170. https://doi.org/10.1029/2025GL116170.
Cortesía de Muy Interesante
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