Mientras conducía a casa después de un partido de voleibol con mi hija adolescente, notamos la luna llena. Reflexioné sobre el 50 aniversario del Apolo 11 esta semana. Una leve sensación de celos también se apoderó de mí (sonrisa) mientras pensaba en los fans en el concierto de Duran Duran en el jardín de cohetes del Centro Espacial Kennedy. Si bien he visto a una de mis bandas favoritas muchas veces, estoy seguro de que fue increíble escuchar su lista de canciones con tintes espaciales en ese escenario y en celebración de la misión Apollo. Mientras salía de un fugaz momento de envidia, decidí escribir algo sobre la luna. Como soy meteorólogo y profesor de ciencias atmosféricas, era natural que respondiera a la pregunta: «¿Nuestra luna tiene clima?»
Hermosa luna llena con un cielo en blanco con zoom de 100x sin trípode
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Para responder a esa pregunta, tenemos que responder a otra. ¿Nuestra luna tiene siquiera atmósfera? Es tentador decir «no». Sin embargo, una mejor respuesta es «algo así». Antes de profundizar más, es instructivo definir la «atmósfera» y describir la estructura atmosférica de la Tierra. El glosario de meteorología de la Sociedad Meteorológica Estadounidense es uno de mis recursos favoritos. Define una atmósfera como «Una envoltura gaseosa ligada gravitacionalmente a un cielo cuerpo (por ejemplo, un planeta, su satélite o una estrella). «La atmósfera de la Tierra está dividida en varias capas. Vivimos en la troposfera. La mayoría de nosotros nunca abandonará la troposfera. Se extiende hasta aproximadamente 6 a 7 millas (~ 10 km), pero esa altura puede variar según la altitud (más baja en las regiones polares) y la estación (más baja en invierno). Aproximadamente el 75-80% de la masa de nuestra atmósfera se encuentra dentro de la troposfera y la mayor parte de la humedad también .
Entre 7 y 50 kilómetros sobre el suelo (en promedio), encontramos la estratosfera. La tropopausa es la región de transición entre la troposfera y la estratosfera. La capa de ozono, que nos protege de los dañinos rayos ultravioleta (UV ) radiación del sol, está en el estratosp aquí. También es una capa que aumenta de temperatura con la altitud debido a la absorción de rayos UV. A eso lo llamamos una inversión. La mesosfera está de 30 a 51 millas sobre la superficie. Esta capa puede tener temperaturas tan frías como -120 grados F según NOAA. Entre 51 y 400 millas hay una capa extraña llamada termosfera. Las temperaturas varían de -184 grados F a varios miles de grados F. Incluso a esas temperaturas, nuestra piel sentiría frío debido a la «delgadez» de la atmósfera. Las temperaturas muy altas se deben a la alta energía cinética de las moléculas, pero no se sentiría caliente porque hay muy pocas colisiones moleculares. Esta capa también es el hogar de las auroras. Si eres astronauta, esta es también la capa en la que podrías empezar a sentir la sensación de ingravidez. Más allá de la termosfera, se encuentra la exosfera. Según la división de satélites de la NOAA, esta es la ubicación de muchos satélites en órbita terrestre baja. El siguiente gráfico, proporcionado por NOAA, resume las capas y algunas cosas interesantes que suceden dentro de ellas.
Las capas de la atmósfera terrestre.
NOAA NESDIS
La Tierra tiene clima porque la troposfera es relativamente gruesa , contiene agua y alberga una compleja visualización de interacciones fluidas y termodinámicas. Lo que nos lleva a la luna. Según el sitio web del Explorador de la atmósfera y el polvo y la atmósfera lunar de la NASA:
Estudios recientes confirman que nuestra luna sí tiene una atmósfera que consta de algunos gases inusuales, incluidos sodio y potasio, que no se encuentran en las atmósferas de la Tierra, Marte o Venus. Es una cantidad infinitesimal de aire en comparación con la atmósfera de la Tierra. Al nivel del mar en la Tierra, respiramos en una atmósfera donde cada centímetro cúbico contiene 10,000,000,000,000,000,000 de moléculas; en comparación, la atmósfera lunar tiene menos de 1.000.000 de moléculas en el mismo volumen. Eso todavía parece mucho, pero es lo que consideramos un muy buen vacío en la Tierra. De hecho, la densidad de la atmósfera en la superficie de la luna es comparable a la densidad de las franjas más externas de la atmósfera de la Tierra donde orbita la Estación Espacial Internacional.
En la troposfera de la Tierra, hay principalmente nitrógeno y oxígeno, pero los gases traza como el dióxido de carbono y el vapor de agua son extremadamente importantes para regular la temperatura de nuestro planeta. Una misión de la NASA llamada Experimento de Composición Atmosférica Lunar (LACE) descubrió que la atmósfera lunar también tiene trazas de metano, dióxido de carbono, helio, amoníaco y argón.
Las temperaturas pueden oscilar enormemente en la luna. Tim Sharp escribió en un artículo de Space.com:
Las temperaturas en la luna son extremas, y van desde el calor hirviendo al frío helado dependiendo de dónde brille el sol. .No hay una atmósfera significativa en la luna, por lo que no puede atrapar el calor ni aislar la superficie … La luna gira sobre su eje en unos 27 días. El día en un lado de la luna dura aproximadamente 13 días y medio, seguido de 13 noches y medio de oscuridad. Cuando la luz del sol golpea la superficie de la luna, la temperatura puede alcanzar los 260 grados Fahrenheit (127 grados Celsius). Cuando el sol se pone, las temperaturas pueden descender a menos 280 F (menos 173 C).
Tampoco hay estaciones en la Luna. Tenemos estaciones porque la Tierra se inclina sobre un eje a aproximadamente 23,5 grados. Debido a la inclinación axial cuando la Tierra orbita alrededor del Sol, diferentes partes de nuestro El planeta se calienta de manera diferente. Por esta razón, actualmente es verano en el hemisferio norte e invierno en el hemisferio sur. La luna está virtualmente erecta (solo una inclinación de 1,54 grados) según Tim Sharp, por lo que prácticamente no hay variabilidad estacional. p>
La secuencia de tiempo de la yegua lunar – planicie de lava – fluye en incrementos de tiempo de 500 millones de años, con áreas rojas … en cada paso de tiempo que denota las lavas que han hecho erupción más recientemente. El momento de las erupciones, junto con la cantidad de lava, ayudó a los científicos a determinar que la Luna alguna vez tuvo un atmósfera y que la atmósfera lunar era más densa hace unos 3.500 millones de años. (Leyenda proporcionada directamente por el sitio web de NASA / MSFC)
NASA MSFC
Nuestra luna obviamente no tiene un clima como el que experimentamos en la Tierra. Sin embargo, los descubrimientos de hielo de agua en la Luna sugieren que podría haber algún tipo de «ciclo del agua». Irónicamente, los estudios han sugerido que la luna alguna vez tuvo una atmósfera más significativa. Un comunicado de prensa de la NASA de 2017 señaló:
Investigación completada por la vulcanóloga planetaria del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA Debra Needham en Huntsville, Alabama, y el científico planetario David Kring en el El Instituto Lunar y Planetario de Houston, Texas, sugiere que hace miles de millones de años, la Luna en realidad tenía una atmósfera. La antigua atmósfera lunar era más densa que la atmósfera actual de Marte y probablemente era capaz de erosionar las rocas y producir tormentas de viento. Quizás lo más importante es que podría ser una fuente de parte, si no toda, del agua detectada en la Luna.
Esta fue una respuesta larga a la pregunta, «¿Nuestra luna tiene tiempo?» Sin embargo, espero que hayas aprendido algo.