La presencia de hielo en dos posiciones en lados opuestos de la Luna sugiere que la orientación del satélite se alejó -hace unos 1.000 millones de años- de su actual eje de rotación.
Según un estudio publicado en 'Nature' por el científico planetario de la Southern Metodist University Matt Sieglr, el antiguo hielo lunar almacenado en el interior de cráteres revela un lento desplazamiento en el eje lunar de más de seis grados. Esto tiene implicaciones para la historia volcánica de nuestro satélite y le incluye en el reducido club de cuerpos planetarios con 'desplazamiento polar verdadero' en nuestro sistema solar.
La historia dinámica y térmica de la antigua Luna no se entiende bien. El contenido de depósitos de hidrógeno cerca de los polos lunares puede arrojar luz sobre esta historia, porque estos depósitos (que probablemente están compuestos de hielo de agua) sólo sobreviven si se quedan en sombra permanente. Si la orientación de la Luna ha cambiado, entonces la ubicación de las regiones sombreadas también habrá cambiado.
La distribución espacial observada no coincide con esperada del hielo de agua inferido a partir de las temperaturas lunares actuales
Los depósitos de hidrógeno polares se han mapeado en órbita por espectrómetros de neutrones en las misiones Luna Prospector y Lunar Reconaissance Orbiter de la NASA. Los autores del estudio han comprobado que la distribución espacial observada no coincide con esperada del hielo de agua inferido a partir de las temperaturas lunares actuales. Este hallazgo contrasta con la distribución de las sustancias volátiles observado en ambientes térmicos similares en los polos de Mercurio.
En el caso lunar, el hidrógeno polar conserva evidencia de que el eje de rotación de la Luna ha cambiado: los depósitos de hidrógeno se han desplazado por igual desde cada polo a lo largo de las longitudes opuestas.
Teniendo en cuenta la dirección y la magnitud de la reorientación inferida, y el análisis de los momentos de inercia de la Luna, Siegler y su equipo postula que este cambio en el eje de giro, conocido como desplazamiento polar verdadero, fue causado por una anomalía térmica de baja densidad por debajo de la región Procellarum.
La calefacción radiogénica dentro de esta región resultó en actividad volcánica y una alteración en la estructura de la densidad de la Luna, cambiando sus momentos de inercia. Esto dio lugar a cierto desplazamiento polar consistente con el hidrógeno remanente polar observado. Esta anomalía térmica todavía existe y, en parte, controla la orientación actual de la Luna. La región Procellarum era más activa geológicamente en la historia lunar temprana, lo que implica que el desplazamiento polar se inició hace miles de millones de años y una gran parte del hidrógeno polar medido es antiguo, registrando una presencia prematura de agua en el interior del Sistema Solar.
La hipótesis del estudio proporciona una explicación para la distribución antípoda de hidrógeno polar lunar, conecta los volátiles polares a la evolución geológica y geofísica de la Luna y la historia del bombardeo del Sistema Solar temprano.
