El nacimiento de la Tierra y la Luna

La teoría planetesimal describe el escenario general en el que debieron formarse los planetas del sistema solar. Hay, no obstante, algunos datos más sobre la estructura y la composición de nuestro planeta que deben tenerse en cuenta, ya que nos hablan de lo que ocurrrió al comienzo de la existencia de la Tierra.
Así, desde la atmósfera hasta su núcleo de hierro, la Tierra tiene ordenados los materiales siguiendo una densidad creciente: arriba, los más volátiles, abajo, los más densos. ¿Por qué es así?, ¿cómo ha podido producirse esta distribución?
De acuerdo con los datos disponibles, la formación de la Tierra podría haberse producido de la siguiente manera:

• Formación del protoplaneta terrestre: La unión o acreción de planetesimales en el interior del disco nebular que rodeaba al protosol, habría originado el protoplaneta terrestre. El aumento de su campo gravitatorio, a medida que incrementaba su tamaño, debió de favorecer la acreción de nuevos planetesimales. En la zona interna del disco nebular los planetesimales más abundantes estarían constituidos por hierro y silicatos (minerales como cuarzo, ortosa, mica y olivino); sin embargo, también habría otros con mayoría de elementos volátiles en su composición. La consecuencia de los impactos de planetesimales sería un aumento de la temperatura.
• Diferenciación por densidades: La Tierra primitiva debió de estar parcialmente fundida, lo que favoreció que sus componentes mayoritarios se distribuyeran de acuerdo con su densidad. El hierro se desplazó a las zonas más profundas en un proceso que se ha denominado la "catástrofe del hierro", el cual propició la formación del núcleo terrestre. Simultáneamente, los gases del interior, entre los que abundaba el vapor de agua, escaparon dando lugar a la atmósfera en proceso denominado desgasificación del planeta. Esta diferenciación por densidades marcó la evolución de la Tierra, sin ella puede que no hubiese aparecido la vida.
• Enfriamiento de la superficie y formación de los océanos: El bombardeo de los planetesimales se redujo a medida que la Tierra fue despejando su órbita, y comenzó a enfriarse. Al descender la temperatura de las rocas de la superficie se favoreció la condensación del vapor de agua, permitiendo que las aguas ocuparan los relieves más bajos y se formasen los océanos. Esta Tierra de hace 4200 millones de años ya tenía océanos, y en ella comenzaban a darse las condiciones para que apareciese la vida.

 El origen de la Luna 
Las investigaciones sobre el origen de la Luna pretenden discernir, en palabras de los astrónomos, si la Luna es hermana o hija de la Tierra, o si ha sido adoptada por ella.

• Hermana: Según la primera de estas hipótesis, la Luna se habría formado al mismo tiempo que la Tierra, en su zona orbital y siguiendo un proceso paralelo al de nuestro planeta. A priori, resulta una opción muy plausible. Sin embargo, la Luna tiene cien millones de años menos que nuestro planeta y, estando en la misma zona del sistema solar, se habría formado a partir del mismo tipo de planetesimales, por lo que sus densidades deberían ser similares. No es esto lo que ocurre, puesto que la densidad de la Tierra es de 5.5 g/cm³ y la de la Luna es de 3,3 g/cm³.
• Adoptada: Para esta hipótesis, la Luna y la Tierra se habrán formado simultáneamente, pero la Luna lo habría hecho en una zona más alejada del Sol (lo que justificaría su menor densidad) y posteriormente habría sido capturada por el campo gravitatorio terrestre, transformándose en nuestro satélite. Esta hipótesis soluciona una objeción pero no la otra, ya que no explica la diferencia de edad que existe entre ambos cuerpos celestes.
• Hija: La hipótesis más aceptada hoy sostiene que en los primeros momentos de la existencia de la Tierra un planeta de tipo terrestre, de un tamaño similar al de Marte, colisionó con la Tierra. Parte del astro que impactó, junto con materiales de la zona impactada, constituyó una nube de residuos que quedó orbitando en torno a la Tierra. La acreción de estos materiales originaría la Luna. Los materiales terrestres que participarían en la formación de la Luna serían los de la corteza y el manto, pero no los del núcleo; esto justificaría la diferencia de densidades.

 Unidades de medida 
Las enormes distancias que existen entre los cuerpos celestes del sistema solar y, más aún, entre las estrellas y las galaxias del universo, hacen que deban utilizarse unidades de medida especiales, como la unidad astronómica y el año luz.

• La unidad astronómica (UA) es la distancia media entre la Tierra y el Sol. Una UA equivale a unos 150 millones de kilómetros y se utiliza para mediar las distancias en el sistema solar.
• El año luz es la distancia que recorre la luz en un año. La luz viaja a la velocidad de unos 300.000 hm/s. De acuerdo con la teoría de la relatividad de Einstein, nada puede superar la velocidad de la luz en el vacío. A pesar de eso, la luz del Sol tarda en llegar a la Tierra algo más de 8 minutos. La luz de la estrella más cercana, al margen del Sol, tarda 4,4 años en llegar a nosotros.