¿Cómo distinguimos los cráteres antiguos de los nuevos en la Luna?

Aparte de los excelentes puntos hechos en la respuesta de James K , hay otras formas de datar los cráteres. Por ejemplo, cuando los rayos de un cráter se superponen a los de otro, sabemos que el primero es más joven que el segundo.

También podemos estimar las edades de los cráteres grandes contando los cráteres subsiguientes dentro del suelo del cráter. El conteo de cráteres es una de las formas más comunes de estimar la edad de las características de la superficie lunar.

También podemos determinar las edades de algunos cráteres observando si fueron afectados por procesos lunares antiguos conocidos.

Luego está la datación radiométrica. Los grandes impactos esparcieron materiales por la superficie de la luna, por lo que las muestras de la misión Apolo contenían material expulsado de muchos cráteres, algunos de los cuales son identificables por cosas como la composición mineral única de esa parte de la luna.

Una vez que tenga una buena fecha para un cráter, puede usar esa información para ayudar a determinar la edad de otros. Por ejemplo, si el suelo de un cráter tiene X cráteres más pequeños y sabe cuántos años tiene ese cráter, puede usar esos recuentos para estimar las edades de otros cráteres con recuentos similares. Con suficientes conjuntos de datos variados, puede generar algunas funciones bastante buenas para estimar edades absolutas.

Por ejemplo, eche un vistazo a la imagen de la Meseta Aristarchus a continuación:

NASA (imagen de Lunar Reconnaissance Orbiter) [Dominio público]

Observe los dos cráteres en el fondo de la meseta. El de la izquierda es el cráter Heródoto, y el de la derecha es Aristarco.

Mirando las diferencias entre los dos, lo primero que notas es que Heródoto está relleno con la misma lava que llena la cuenca alrededor de la meseta, pero Aristarco no tiene ese relleno. Así que ahí mismo sabemos que Heródoto es anterior al evento que llenó Oceanus Procellarum, mientras que Aristarco vino después. Esto hace que Heródoto tenga al menos 1.200 millones de años, que es la mejor estimación actual de la última vez que fluyó lava en la luna.

Ahora, podemos hacerlo mejor que eso con el muestreo. Si obtenemos una muestra del basalto dentro de Heródoto, podemos usar la datación por radiación para determinar cuándo cristalizó, y eso nos daría un muy buen límite superior de la edad del cráter. Y, de hecho, obtuvimos tales muestras de Apolo, y eso, además del conteo de cráteres, además de observar otras características a su alrededor con edades conocidas, más la cantidad de degradación en las paredes del cráter y la coloración del material, podemos decir que Heródoto data de la era Imbrium, o hace unos 3.800 millones de años.

En cuanto al cráter Aristarchus, puedes ver mucha evidencia de que es joven. Por un lado, su interior y sus eyecciones son increíblemente brillantes: es el cráter más brillante de la luna. Sabemos por la datación radiológica y el conteo de cráteres que los cráteres igualmente brillantes son jóvenes. Las paredes del cráter tienen un hundimiento mínimo y la eyección alrededor del cráter todavía está bien definida.

Aristarchus es uno de los cráteres 'copernicanos', llamado así porque todos se formaron durante el período copernicano, que comienza hace 1200 millones de años y continúa hasta el presente. Otros grandes cráteres copernicanos incluyen Copérnico, Tycho y Kepler, entre otros.

Ahora mire esta imagen más amplia y de alto contraste de la región de Tycho. Puede ver a Copérnico y Kepler a la derecha, y Tycho en el centro inferior. Tenga en cuenta que los rayos del cráter se superponen entre sí y, mediante un examen cuidadoso, podemos saber el orden de los impactos. Eso nos ayuda a refinar aún más las edades relativas de los cráteres, y si podemos reducir la edad de uno con muestreo u otras técnicas, ayuda a reducir los rangos de los demás.

Por cierto, el orden de la creación del más antiguo al más nuevo Copérnico, Kepler, Aristarco, Tycho.

Aquí hay una referencia bastante buena que describe una serie de técnicas para fechar características en la luna:

Determinación de la edad relativa del cráter

Este es un proceso iterativo: cada vez que reduce la edad de un cráter, se puede usar como datos para refinar aún más las edades de otros, pero no es una ciencia precisa: las estimaciones de edad de varios cráteres aún pueden variar en cientos de millones. de años. Todavía hay mucho que no sabemos sobre cómo se formó y evolucionó la Luna.

Los procesos de "meteorización" son muy lentos en comparación con los de la Tierra. Son causados ​​por el impacto de micro-meteoritos y el efecto del viento solar y la radiación cósmica en la superficie.

El viento solar tiende a oscurecer los minerales lunares. Esta es la razón por la que los cráteres más jóvenes tienen rayos brillantes y los cráteres más antiguos parecen mucho más oscuros. Hay una serie de características en la luna que son causadas por minerales magnéticos debajo de la superficie . Estos distorsionan el flujo del viento solar y hacen que estas regiones tengan patrones más claros o más oscuros.

El impacto de micro-meteoritos provoca el ablandamiento de los bordes afilados alrededor del cráter. Los "terremotos lunares", como los que pueden ser causados ​​por otros impactos o fallas dentro de la corteza lunar, también harán que el regolito se asiente en el cráter, lo que hará que se llene.

Estos procesos son muy lentos. Un cráter "joven" podría tener 100 millones de años. El cráter "viejo" tendrá miles de millones de años.