Quando os astronautas pousarem perto do pólo sul da Lua nos próximos anos, como parte do programa Artemis da NASA, poderão descobrir um arquivo notável de pistas sobre como a Lua nasceu. Esta possibilidade vem de uma nova pesquisa liderada pelo cientista planetário da Universidade do Arizona, Jeffrey Andrews Hanna.
O estudo foi publicado em 8 de outubro naturezaretrata vividamente a violenta história inicial da Lua. Também poderia lançar luz sobre um dos mistérios duradouros da ciência lunar: por que o lado oculto da Lua apresenta muitas crateras, enquanto o lado próximo, onde ocorreram os pousos lunares da Apollo nas décadas de 1960 e 1970, é relativamente plano.
Há cerca de 4,3 mil milhões de anos, quando o sistema solar ainda era jovem, um enorme asteróide atingiu o outro lado da Lua. Este enorme impacto formou a Bacia Pólo Sul-Aitken (SPA), uma enorme cratera com cerca de 1.900 quilômetros de norte a sul e 1.600 quilômetros de leste a oeste. Sua forma alongada e oval sugere que o asteróide atingiu um ângulo, e não de frente.
Ao comparar a SPA com outros locais de impacto gigante no Sistema Solar, a equipa de Andrews-Hanna encontrou um padrão consistente: estas crateras gigantes estreitam-se na direção da viagem do impactador, formando formas semelhantes a lágrimas ou abacates. Contrariamente às suposições anteriores de que o asteroide veio do sul, a sua análise mostrou que a bacia da SPA diminui em direção ao sul, o que significa que o asteroide provavelmente veio do norte. Os pesquisadores determinaram que a borda sul, ou a jusante, deveria ser enterrada sob espessos detritos ejetados das profundezas da lua, enquanto a borda norte, a montante, deveria conter menos deste material.
“Isso significa que a missão Artemis pousará na borda inferior da bacia, que é o melhor local para estudar a maior e mais antiga bacia de impacto da Lua, onde a maior parte do material ejetado (material do interior profundo da Lua) deve se acumular”, disse ele.
Outras evidências de um impacto norte-sul vêm de estudos da topografia da Lua, da espessura da crosta e da química da superfície. Estas pistas não só reforçam a evidência da origem norte do asteróide, mas também revelam novos detalhes sobre a estrutura interna da lua e a sua evolução ao longo do tempo.
Os cientistas há muito acreditam que a lua primitiva estava completamente derretida, formando um “oceano de magma” global. À medida que esfria, os minerais mais densos afundam para formar o manto, enquanto os minerais mais leves flutuam para cima para formar a crosta. No entanto, alguns elementos não estão perfeitamente integrados nestas camadas sólidas e, em vez disso, acumulam-se nos últimos restos do material fundido. Esses componentes residuais incluem potássio, elementos de terras raras e fósforo – conhecidos coletivamente como “KREEP”, onde o “K” representa o símbolo químico do potássio. Andrews-Hanna observou que esses elementos estão incomumente concentrados no lado próximo da lua.
“Se você já colocou uma lata de refrigerante na geladeira, deve ter notado que quando a água fica sólida, o xarope de milho rico em frutose não congela até o fim, mas se concentra no líquido final”, diz ele. “Achamos que algo semelhante aconteceu com Krip na lua.”
Após milhões de anos de resfriamento, o oceano de magma solidificou-se gradualmente na crosta e no manto. “Em última análise, o que descobrimos é que há apenas um pouco de líquido imprensado entre o manto e a crosta, e esse é o material rico em Crip”, disse ele.
“De acordo com Andrews-Hanna, todo o material rico em Kripp e elementos produtores de calor de alguma forma se concentraram no lado mais próximo da lua, fazendo com que a lua se aquecesse e levasse a intensa atividade vulcânica, criando as planícies vulcânicas escuras e a familiar ‘face’ lunar vista da Terra. No entanto, por que o material rico em Kripp acabou no lado mais próximo da lua, e como esse material evoluiu ao longo do tempo, tem sido um mistério.
“A crosta do outro lado da Lua é muito mais espessa do que a do lado mais próximo, voltado para a Terra, uma assimetria que tem confundido os cientistas até hoje”, disse Andrews-Hanna. “Esta assimetria afeta todos os aspectos da evolução da Lua, incluindo os últimos estágios do oceano de magma.”
“Nossa teoria é que à medida que a crosta fica mais espessa no lado oposto, o oceano de magma subjacente é comprimido para os lados, como pasta de dente sendo espremida de um tubo, até que a maior parte acabe no lado próximo”, disse ele.
Uma nova investigação sobre a cratera SPA revela assimetrias surpreendentes e inesperadas em torno da bacia que sustentam exactamente este cenário: a manta de material ejectado no seu lado ocidental é rica em tório radioactivo, mas não no seu lado oriental. Isto sugere que a fenda deixada pelo impacto criou uma janela no limite da superfície lunar, separando a crosta coberta pelos últimos vestígios do oceano de magma rico em Kripp da crosta “regular”.
“Nosso estudo mostra que a distribuição e composição desses materiais são consistentes com as previsões que fizemos ao modelar os últimos estágios da evolução do oceano de magma”, disse Andrews-Hanna. “Os últimos remanescentes do oceano de magma lunar eventualmente apareceram no lado mais próximo, onde vemos as maiores concentrações de elementos radioativos. Mas em algum momento anterior, pode ter havido um oceano de magma fino e irregular abaixo da porção do outro lado, explicando o material ejetado radioativo em um lado da bacia de impacto da SPA.”
Muitos mistérios em torno da história inicial da Lua permanecem, e os investigadores esperam descobrir mais quando os astronautas trouxerem amostras de volta à Terra. Andrews-Hanna disse que os dados de sensoriamento remoto coletados pela espaçonave em órbita usada neste estudo deram aos pesquisadores uma ideia básica da composição da superfície lunar. O tório, um elemento importante em materiais ricos em KRIP, é fácil de detectar, mas uma análise mais detalhada da sua composição é uma tarefa mais difícil.
“As amostras serão analisadas por cientistas de todo o mundo, inclusive na Universidade do Arizona, onde temos instalações de última geração projetadas especificamente para esse tipo de análise”, afirmou.
“Com o Artemis, estudaremos amostras aqui na Terra e saberemos exatamente o que são”, disse ele. “O nosso estudo mostra que estas amostras podem revelar mais sobre a evolução inicial da Lua do que pensávamos.”
