El nacimiento de un Planeta. Si en un espacio ingrávido hay una nube de materiales heterogéneos con distintas masas, composición y densidad, la atracción gravitatoria hará que los cuerpos pequeños se vayan uniendo hasta formar una amalgama de rocas que se irá haciendo cada vez más grande.
Al llegar a un buen tamaño la fuerza gravitatoria hará que adquiera forma esférica mientras el interior sigue estando formado por los fragmentos amalgamados, algunos de roca, otros de metal, algunos grandes como montañas, la mayoría del tamaño de lágrimas o polvo.
El nacimiento de un Planeta. Habrá nacido un protoplaneta.
Conforme el protoplaneta aumenta de tamaño y masa, atraerá más cuerpos de su entorno y las colisiones serán cada vez más violentas. La Energía Cinética de las colisiones se convertirá en calor que fundirá los materiales. El calor de la superficie se irá internando hacia dentro extendiendo la fusión hasta el centro.
Una vez en estado líquido, los metales más pesados se hundirán hacia el centro. Los minerales más ligeros quedarán en la superficie.
El protoplaneta se habrá convertido en un planeta, con la masa interna distribuida en estratos concéntricos según su densidad.
El nacimiento de un Planeta. Planetas en Rotación
Es muy improbable que un planeta se forme sin que adquiera una cierta rotación. La mayoría estarán rotando a más o menos velocidad generando una Fuerza Centrífuga que hará que el planeta sea más ancho por el ecuador y más achatado por los polos.
Este achatamiento dependerá de la velocidad de rotación, pero también depende de la densidad de los materiales. Dos esferas del mismo tamaño de material fundido, una de Hierro y otra de Silicio, rotando a la misma velocidad, tendrán distinto achatamiento. La esfera de Silicio, más ligera, estará más achatada que la de Hierro.
En un planeta en rotación en el que sólo existan Hierro y Silicio fundidos, el núcleo de Hierro se achatará ligeramente, pero el achatamiento del manto de Silicio será más acusado. Como consecuencia, el Manto será más grueso por el Ecuador que por los Polos.
En un planeta real, compuesto por muchos tipos de materiales, metales y minerales, todos los estratos estarán achatados, los más densos e internos menos, los más ligeros y externos más. La corteza, y cada uno de los estratos internos, será más fina por los Polos y más gruesa por el Ecuador.
Pero todos los estratos serán concéntricos, los centros geométricos de todos ellos coincidirán en el mismo punto, el centro gravitatorio del planeta.
El nacimiento de un Planeta. La Excéntrica Luna
Desde la invención del telescopio, los astrónomos han observado y estudiado la Luna de la que siempre veíamos la misma cara.
En la otra cara los científicos, más realistas, supusieron que tendría un aspecto similar al de la cara visible. Los poetas, más fantasiosos, imaginaron que habría bosques poblados de fantásticos animales y seres celestiales.
Con las primeras sondas espaciales pudimos comprobar que ninguno de ellos tenía razón. No había bosques ni ciudades habitadas por selenitas, pero el aspecto de la cara opuesta de la Luna era muy diferente al de la cara visible.
Intentaron elaborar teorías para explicarlo, pero ninguna de ellas conseguía dar una respuesta satisfactoria a esas diferencias.
Tras el primer aterrizaje en la Luna, en 1.969, los astronautas trajeron más de 300 Kg de rocas lunares y los científicos pudieron analizarlas para descubrir que contenían prácticamente los mismos elementos que la corteza terrestre.
Se apuntaló la teoría de que la Luna se formó con los restos de una colisión planetaria en los orígenes del Sistema Solar. Una colisión entre una Tierra primitiva y otro planeta del tamaño de Marte, al que los científicos llamaron Theia. Tras la colisión, gran cantidad de fragmentos de Theia y la Tierra quedaron en órbita formando un anillo de escombros que posteriormente se aglomeraron para formar, por los mismos mecanismos ya explicados de los planetas, la Luna que desde entonces nos acompaña.
Sólo el 1’5% de la masa Theia-Tierra formaron parte de la Luna. El resto volvió a caer a la Tierra, formando parte de su corteza, por eso sus composiciones son tan similares.
El nacimiento de un Planeta
Otras sondas más modernas han podido hacer un mapa gravimétrico de la Luna, lo que ha permitido que conozcamos también su interior. Y esto nos ha dado una interesante sorpresa.
Tal como la Tierra, la Luna está dividida en estratos, los materiales más densos en el centro, los más ligeros en la corteza.
Pero la corteza de la Luna es excéntrica, por la parte más cercana a la Tierra mide unos 25 Km de grosor. Por la opuesta mide 60 Km.
El nacimiento de un Planeta ¿Cómo se puede explicar esta diferencia?
Se ha intentado explicar suponiendo que la cara opuesta fue bombardeada con gran cantidad de asteroides que la hicieron engrosar, pero estas colisiones hubieran dejado cráteres que, sencillamente, no están.
También se ha intentado explicar suponiendo una colisión lenta, no con un objeto que viniera de muy lejos y a una gran velocidad, sino de una hipotética segunda luna con la que la colisión se habría producido a una velocidad muy lenta, uno o dos Km/s, que no hubieran producido un cráter y hubiera enterrado los cráteres de la cara opuesta tal como un saco de arena derramado sobre ella.
Pero existe otra explicación más probable.
Para entenderla, empecemos por el principio.
El nacimiento de un Planeta. La Formación de la Luna
Tras la colisión de Theia con la Tierra, gran cantidad de escombros fueron arrojados al espacio, entre el 20~30% de la masa total de Tierra y Theia, y al haber sido la colisión, no de frente sino de medio refilón, la mayor parte de la materia expulsada procedía de la corteza de la Tierra, no del Núcleo, por lo que en ella había más minerales y menos metales que en la Tierra.
Con distintas velocidades, los fragmentos más rápidos se alejaron para siempre. Los más lentos volvieron a caer. Pero una parte importante se quedó orbitando la Tierra.
Sus órbitas eran caóticas y en todos los sentidos, formando una nube esférica de escombros que orbitaban en trayectorias elípticas alrededor de la Tierra en todas direcciones y produciéndose numerosas colisiones.
Las órbitas fueron modificadas lentamente por la presencia del Sol. Éste también atrae a las rocas y lo hace con mayor intensidad cuando están más cerca del Sol que cuando están más lejos. Ese gradiente gravitatorio hizo que las órbitas fueran desviándose y acercándose cada vez más al plano orbital de la Tierra en torno al Sol.
La nube de escombros, originalmente esférica, se fue achatando y distribuyendo hasta formar una Sinestia, un grueso anillo de escombros alrededor de la Tierra, en un plano cercano al de la misma Tierra alrededor del Sol.
El nacimiento de un Planeta
En esta sinestia los escombros fueron uniéndose entre sí en colisiones cada vez más violentas, generando calor que fundió los materiales hasta formar un único cuerpo, aún fundido, que sería la Luna.
Por las leyes orbitales, las rocas más lejanas de la sinestia viajaban más despacio que las más cercanas, así que la Luna iba adelantando a las rocas que estaban más lejos y estaba siendo adelantada por las más cercanas a la Tierra. Eso hizo que las colisiones fueran más abundantes por delante a la derecha y por detrás a la izquierda, por lo que la Luna, conforme iba creciendo, también iba rotando cada vez más rápido.
Poco a poco la sinestia fue haciéndose más pequeña conforme sus fragmentos caían a la Tierra en una constante lluvia de meteoritos. La Luna dejó de crecer, quedando con 1/81 de la masa de la Tierra.
Al desaparecer la sinestia, la Luna dejó de recibir impactos, y debería haberse enfriado y solidificado, pero aún le quedaba algo por hacer.
El nacimiento de un Planeta. La Órbita de la Luna
Cuando se forma un planeta, casi siempre lo hace con una cierta rotación. La Luna no es una excepción, al contrario, debido a haberse formado en una sinestia alrededor de la Tierra estaba rotando muy rápido, probablemente en unas pocas horas, por lo que si se hubiera solidificado en ese momento habríamos tenido una luna MUY achatada.
Pero la Luna también estaba orbitando la Tierra, y la rotación de la Luna no coincidía con su órbita alrededor de la Tierra. Si hubiéramos estado en la Tierra en ese preciso instante hubiéramos visto cómo, además de moverse por el cielo alrededor de la Tierra, también rotaba sobre sí misma pudiendo ver en distintos días, más bien en pocas horas, sus dos caras opuestas.
Y la hubiéramos visto muchísimo más grande y orbitando la Tierra muchísimo más rápido.
La Luna no se formó donde está ahora, a 385 Mm (Megámetros=Miles de Km) de la Tierra, sino a unos 30 Mm. Y no tardaba 28 días en orbitar alrededor de la Tierra, sino apenas unas 8 ó 10 horas.
Y, para tener un espectáculo más extraordinario, los días de la Tierra no duraban 24 horas. El choque de Theia no fue de frente, sino de medio refilón, haciendo que la Tierra rotara muy rápido, en apenas 6 horas, por lo que podríamos ver salir el Sol por el Este desplazándose a gran velocidad hasta el mediodía en sólo una hora y media. En otra hora y media lo veríamos ponerse por el Oeste y tres horas más tarde volver a salir por el Este.
La Luna, desde la superficie terrestre, hubiera sido gigantesca, más de 100 veces más grande de como se ve hoy en día, y hubiera hecho su recorrido por el cielo a una velocidad endiablada, apenas un poco más lenta que el Sol.
Y con una consecuencia más importante, al estar 10 veces más cerca de la Tierra su efecto sobre las mareas hubiera sido mil veces mayor.
El nacimiento de un Planeta. Las Mareas de la Tierra
La altura de las mareas depende de la masa de la Luna y la distancia a la que está. Aunque muchos fenómenos físicos siguen la ley de la inversa del cuadrado de la distancia, la altura de las mareas no: Sigue la ley de la Inversa del Cubo de la distancia.
Una Luna diez veces más cercana genera mareas mil veces más altas.
La Luna generaba unas mareas gigantescas en la Tierra, de más de 5 Km de altura. De haber estado en la superficie hubiéramos ascendido 5 Km en menos de dos horas y vuelto a descender en otras tantas. Dos veces al día. Días de 6 horas.
Y no era una superficie de agua, sino de magma y rocas fundidas.
El movimiento del magma agitado por la atracción de la Luna generaba gran cantidad de calor, que mantuvo la superficie de la Tierra en un estado casi líquido.
Además, el punto más elevado de las mareas no estaba situado directamente bajo la Luna. Debido a la rotación terrestre el punto más elevado de las mareas estaba desplazado varios grados por delante de la posición de la Luna, lo que hacía que la Luna atrajera a esa masa con más fuerza que a la opuesta, frenando poco a poco, pero de forma constante, la rotación de la Tierra.
24 horas en el Infierno
Es de noche, pero no estamos a oscuras. El suelo brilla incandescente mientras ríos de lava corren por la superficie formando mares y remolinos gigantescos. Islas de roca ardiente flotan sobre la superficie antes de ser engullidas por el océano de lava. Frecuentes y gigantescas burbujas estallan escupiendo chorros de rocas derretidas y gases tóxicos a más de 1.000 grados centígrados mientras a lo lejos vemos la caída de pequeños meteoritos.
El resplandor es tan intenso que no podemos ver las estrellas.
Por el Este vemos un leve clarear en el cielo y en apenas unos segundos sale el Sol, que se eleva a gran velocidad desde el horizonte. Al mismo tiempo notamos que empezamos a ascender. En apenas hora y media el Sol llega a su cenit. Nosotros hemos ascendido cinco Km.
Otra hora y media. El Sol desciende con rapidez hasta el horizonte, al Oeste, mientras el terreno vuelve a descender 5 Km haciéndonos silbar los oídos por el cambio de presión atmosférica. El ocaso apenas dura unos segundos y empieza una nueva noche.
Sale la Luna, inmensa, más grande que un balón a la distancia del brazo, y recorre el cielo a toda velocidad hasta llegar al cenit mientras nos silban los oídos al volver a ascender 5 Km en menos de dos horas. La Luna no sólo se mueve a gran velocidad, también gira muy rápido, en apenas un par de horas. A lo largo de la noche la vemos dar casi dos vueltas completas.
La marea de lava vuelve a descender, así como la Luna. Antes de ponerse en el Horizonte vemos que ya no es completamente redonda. Está entrando en la fase de Cuarto Menguante. Vuelve a salir el Sol y vemos los dos astros, la Luna del tamaño de un balón, el Sol del tamaño de una pelota de golf.
Se repite todo igual, pero al día siguiente la Luna sale poco antes que el Sol y sólo vemos resplandecer una uña menor que el Cuarto Menguante. Una hora después de amanecer empieza a ocultar al Sol. Tenemos un Eclipse de Sol, algo habitual que se repite cada poco día.
El Eclipse dura casi dos horas. El Sol vuelve a asomar por el borde opuesto de la Luna poco antes del ocaso y nos damos cuenta de que esta vez, a medio día, la marea nos ha elevado casi seis Km. Era una marea viva, en la que la gravedad de la Luna se suma a la del Sol.
Al día siguiente sale el Sol y poco antes del mediodía sale la Luna en Cuarto Creciente. Esta vez la marea es menos intensa y sólo nos elevamos 5 Km.
El Sol se pone, pero la Luna aún nos ilumina con su intenso resplandor mientras el Cuarto Creciente se ve cada vez más grande. Desciende con rapidez hacia el Horizonte, que atraviesa a toda velocidad, en apenas unos segundos.
Por el Este empieza a clarear el cielo anticipando la llegada de nuestro quinto día en el Infierno.
Pero no es el Infierno, es la Tierra hace más de 4.400 Millones de años, poco después de formarse la Luna.
Y sólo hemos estado allí 24 horas.
Seamos Realistas: La Tierra está cubierta de una densa atmósfera que impide ver las estrellas, la Luna e incluso el Sol. Sólo distinguiríamos una claridad rojiza durante el día, un poco más intensa que la noche.
Los eclipses de Sol se repetirán tres o cuatro veces seguidas cada siete u ocho días (de seis horas). Después habrá 4~5 meses (actuales) sin eclipses y luego otra vez se reinicia el ciclo. Y cada año los dos períodos de eclipses se producirán uno o dos meses antes que el anterior, por lo que habrá años en los que se produzcan TRES períodos de eclipses.
Son cosas de la Mecánica Orbital.