Influencia de la temperatura interna de la Tierra y de la Luna en la evolución dinámica del sistema Tierra-Luna

Abstract

En un trabajo anterior, se demostró que la evolución dinámica del sistema Tierra-Luna habría tenido un impacto significativo en la evolución térmica del manto terrestre. En este trabajo se profundiza en dicha interacción para evaluar y caracterizar el efecto recíproco, esto es, de qué forma la evolución térmica del interior terrestre puede afectar la evolución dinámica del sistema Tierra-Luna. Para ello, utilizamos las ecuaciones que dan las derivadas temporales de los parámetros orbitales y rotacionales de dicho sistema. El modelo utilizado considera la evolución de estas cantidades debido a la interacción de mareas sólidas. El parámetro físico que vincula la evolución térmica con la evolución dinámica es la viscosidad del manto, dado que tiene una fuerte dependencia con la temperatura y, al mismo tiempo, interviene en los factores que describen el cambio de forma de un cuerpo celeste debido a las fuerzas gravitatorias que tienden a deformarlo. De esta manera, tanto la evolución térmica como la evolución dinámica pueden restringirse mutuamente a los caminos evolutivos más probables, esto es, a aquellos que sean compatibles con las evidencias geológicas actualmente disponibles. La importancia de este tipo de estudios radica en que poder entender la influencia recíproca entre la geodinámica terrestre y lunar, y la dinámica orbital y rotacional del sistema, permite conjeturar racionalmente acerca de la evolución térmica de la Tierra e incluso puede aportar conocimientos sobre formación de la Luna.

In a previous work, it was shown that the dynamical evolution of the Earth-Moon system would have had a significant impact on the thermal evolution of the Earth’s mantle. In this work, we further investigate this interaction to evaluate and characterize the reciprocal effect, i.e., how the thermal evolution of the Earth’s interior can affect the dynamical evolution of the Earth-Moon system. For this purpose, we use the equations that give the time derivatives of the orbital and rotational parameters of the Earth-Moon system. The model used considers the evolution of these quantities due to tidal interaction. The physical parameter that links the thermal evolution with the dynamical evolution is the viscosity of the mantle, since it has a strong dependence on temperature and, at the same time, it intervenes in the factors that describe the change of shape of a celestial body due to the gravitational forces that tend to deform it. In this way, both thermal evolution and dynamical evolution can be mutually restricted to the most probable evolutionary paths, i.e., those that are compatible with the geological evidence currently available. The importance of this type of study lies in the fact that understanding the reciprocal influence between terrestrial and lunar geodynamics, and the orbital and rotational dynamics of the system, allows rational conjecture about the thermal evolution of the Earth and may even provide insights into the formation of the Moon.