¿En qué se diferencia el agua de la Luna de la de la Tierra?

El agua es un elemento especial. Sus propiedades son verdaderamente particulares, y se cree que su existencia en estado líquido es el requisito fundamental para que la vida nazca y se desarrolle en otros planetas más allá de la Tierra.

La distribución del agua en la superficie de la Tierra es extremadamente engañosa. Al cubrir aproximadamente el 70% de toda la superficie, da la impresión de que está presente en la Tierra en gran abundancia. Esta impresión engañosa quizás haya inculcado la creencia errónea de que podemos permitirnos desperdiciarla o contaminarla, dada su inmensa cantidad.

¿Cuánta agua hay en la Tierra?

La cantidad total de agua presente en nuestro planeta no es tanta, y de hecho podemos decir que es relativamente pequeña. Su masa apenas alcanza el 0,2% de la masa total de la Tierra. Por cada "kilogramo" de la Tierra, sólo hay 2 "gramos" de agua. El porcentaje baja al 0,005% si nos limitamos únicamente al agua dulce. Por cada 1000 kilogramos de Tierra sólo hay 5 gramos de agua dulce.

La imagen de la portada da una muy buena idea de la proporción entre la cantidad total de agua, imaginándola toda encerrada en una esfera, y el agua dulce, encerrada en la esfera más pequeña, en comparación con el tamaño de la Tierra.

¿De dónde procede el agua en la Tierra?

El origen del agua en la Tierra ha sido objeto de numerosos estudios que, especialmente en los últimos años, han tenido importantes avances. Inicialmente se pensó que el agua provenía del espacio y era transportada a la Tierra por cometas, asteroides y meteoritos.

Recientemente ha surgido con éxito la hipótesis de que, en cambio, ya había agua en el disco protoplanetario a partir del cual se formó la Tierra. Por tanto, según esta hipótesis la Tierra se habría formado inmediatamente con su suministro de agua. Quizás inicialmente la cantidad de agua inicial fue mayor, pero luego se evaporó parcialmente y escapó de la gravedad terrestre debido a la temperatura inicialmente muy alta del planeta.

Más recientemente, esta hipótesis ha encontrado apoyo en la observación realizada por el telescopio espacial James Webb de la presencia de agua en el disco protoplanetario de la estrella PDS70. En concreto, se ha localizado la presencia de agua en estado de vapor de agua en el interior del disco en el que se están formando dos exoplanetas, PDS 70 b y PDS 70 c.

Esta observación muestra que el agua ya está presente en los discos de polvo y gas en los que se forman los planetas, como ocurrió con la Tierra hace unos 4600 millones de años.

Cómo se descubrió agua en la Luna

Sabemos que la Luna no emite su propia luz sino que refleja la luz solar directa e indirecta. Esta luz reflejada por la Luna tiene, por tanto, todas las características de la luz solar. Sin embargo, también tiene algunas peculiaridades (concretamente líneas y bandas de absorción) que se añaden al espectro solar dependiendo de la naturaleza de las rocas lunares que lo reflejan.

La observación de bandas moleculares de agua en el espectro solar reflejado de la Luna ha revelado la presencia de agua en algunas regiones de ella.

La confirmación de la presencia de agua en la Luna se produjo gracias a SOFIA (Observatorio Estratosférico de Astronomía Infrarroja). Se trataba de un telescopio de la NASA de 2,5 m de diámetro montado en un Boeing 747. Este avión voló a altitudes superiores a los 12,5 km, es decir, por encima de la estratosfera, donde ya no hay vapor de agua terrestre, y observó en el infrarrojo la luz de la Luna en la que se revelaba la presencia de agua.

Pero... ¿cómo se forma?

Más recientemente, un estudio publicado en Nature Geoscience firmado por primera vez por Huicun He de la Universidad de la Academia de Ciencias de China, Beijing, China, anunció el descubrimiento de la presencia de agua en muestras de rocas lunares tomadas por un robot chino, el Chang-e5, y luego llevado a la Tierra para ser analizado. Se ha encontrado agua atrapada en la superficie de esferas de vidrio que se formaron durante los impactos de meteoritos.

Cuando se ha producido o se produce un impacto meteórico en la superficie lunar, debido a las altas temperaturas desarrolladas durante el impacto, las rocas de silicio en el lugar del impacto se derriten e incluso se evaporan formando esferas de vidrio.

Estas esferas de vidrio tienen una superficie porosa capaz de captar agua. Pero el descubrimiento sensacional es que el agua presente en las esferas está en continua formación debido al efecto del viento solar que golpea continuamente la superficie lunar.

Las moléculas de agua se forman tras la interacción de los protones presentes en el viento solar con los electrones ya presentes en las rocas, formando átomos de hidrógeno; luego se unen al oxígeno ya presente en la superficie de estas esférulas, formando moléculas de agua.

Esto significa que tanto en las zonas de sombra, como en el interior de los cráteres de impacto, así como en las regiones directamente expuestas al Sol hay una producción continua de agua, como observa SOFIA. Este mismo mecanismo de producción de agua es imposible de operar en la Tierra porque gracias al campo magnético terrestre el viento solar no puede llegar a la superficie (afortunadamente, al ser un viento eléctrico).

¿Qué beneficio nos aporta el agua en la Luna?

La presencia de agua en la Luna es importante para el programa Artemis. Se trata de un proyecto destinado a la permanencia humana a largo plazo en la Luna. El descubrimiento de agua resulta crucial, ya que puede alimentar plantas permanentes y futuros asentamientos humanos.

De hecho, el objetivo más ambicioso del hombre es Marte. Sin embargo, por "comodidad", la Luna ofrece una forma más económica de prepararse para una posible colonización del planeta rojo. De hecho, debido a su proximidad y fácil accesibilidad, la Luna nos permitiría practicar la vida en un entorno hostil y experimentar con diversos sistemas y métodos que luego podríamos utilizar en Marte.

La carrera hacia la Luna se ha reanudado con gran vigor. Tras el fallido alunizaje de la sonda rusa Luna-25, el 23 de agosto aterrizó la sonda india Chandrayaan-3, cuyo rover ya ha iniciado su misión de exploración científica del suelo lunar.