Os cientistas descobriram que a proporção de isótopos de enxofre nas amostras lunares trazidas à Terra pelos astronautas da Apollo 17 em 1972 era muito diferente daquela que vemos na Terra. A descoberta pode nos contar sobre o impacto gigante que formou a Lua e sobre sua história mais antiga.
Quando seis Missões Apolo pousou em lua De volta para casa, algumas das amostras de rochas lunares e regolitos que eles trouxeram foram preservadas, imaculadas e fechadas. Isso ocorre porque os cientistas querem preservá-los para análises posteriores usando instrumentos mais avançados.
Nos últimos anos, a NASA liberou gradualmente amostras armazenadas no Programa de Análise de Amostras Apollo Next Generation para pesquisadores usando instrumentos que não haviam sido inventados em 1972.
Entre os instrumentos está um espectrômetro de massa de íons secundários usado por uma equipe de pesquisa liderada por James Dodin, professor assistente de ciências terrestres, ambientais e planetárias na Brown University.
A equipe de Dodin pediu um “tubo de acionamento duplo” que os astronautas da Apollo 17, Gene Cernan e Harrison Schmitt, empurraram 23,6 polegadas (60 centímetros) no regolito lunar para coletar amostras de material abaixo da superfície e armazená-lo em um cilindro de metal. Esta amostra permaneceu em perfeitas condições desde a chegada Terra.
A equipe de Dodin queria especificamente uma amostra de rochas vulcânicas que originalmente faziam parte do manto lunar. Os cientistas acreditam que a lua formado quando um MarteUm protoplaneta do tamanho de Theia atingiu a Terra, formando fragmentos que se fundiram na lua. A composição química do manto lunar pode, portanto, nos dizer sobre o impacto gigante e o material que foi transformado na lua.
Estudos anteriores de amostras lunares descobriram que as proporções de diferentes isótopos de oxigénio no manto lunar são aproximadamente consistentes com as da Terra, sugerindo que a Lua foi formada principalmente a partir de detritos terrestres.
Voltando à análise da equipe, os isótopos são átomos de um elemento específico que possuem o mesmo número de prótons, mas diferentes números de nêutrons. Dotin queria examinar as proporções de isótopos do enxofre, que a espectrometria de massa de íons secundários pode medir com precisão.
“Eu estava visando o enxofre cuja textura sugere que ele surgiu junto com a rocha, em vez de ser adicionado por meio de um processo diferente”, disse Dodin em um relatório. declaração.
No entanto, a análise mostrou que o enxofre-33 da Lua, um dos quatro isótopos de enxofre estáveis (enxofre-32, enxofre-34 e enxofre-36 sendo os outros), parece ser pobre em comparação com a proporção de diferentes isótopos de enxofre na Terra.
“Antes disso, pensava-se que o manto lunar tinha a mesma composição isotópica de enxofre que a Terra”, disse Dotting. “Isso é exatamente o que eu esperava ver quando analisei essas amostras, mas os valores que vimos eram muito diferentes de qualquer coisa que havíamos encontrado na Terra. Meu primeiro pensamento foi: ‘Oh meu Deus, isso não pode estar certo’, então voltamos para ter certeza de que havíamos feito tudo corretamente, e fizemos. Esses resultados foram muito surpreendentes.”
A equipe de Dodin propôs duas explicações possíveis. Uma é que a proporção de isótopos de enxofre não é um legado da Terra, mas da composição química de Theia, e que mais da Lua é feita de detritos originados deste antigo protoplaneta do que se poderia imaginar.
Outra possibilidade é que o enxofre-33 tenha se esgotado após a formação da lua. Suspeita-se que a lua muito jovem esteja envolta numa atmosfera fina – se o enxofre estiver presente nesta atmosfera, ele pode interagir com a luz ultravioleta da lua. sol. As reações químicas resultantes desta interação podem levar ao consumo de enxofre-33.
Se for este o caso, significaria que o enxofre da atmosfera primitiva e efémera da Lua deve ter sido transportado da superfície da Lua para o manto de alguma forma. Em seguida, ele volta à superfície em uma data posterior.
“Isto seria uma evidência de antiga troca de material da superfície lunar para o manto”, disse Dodin. “Na Terra, temos placas tectônicas para fazer isso, mas a Lua não tem placas tectônicas. Portanto, a ideia de algum tipo de mecanismo de troca na Lua primitiva é emocionante.”
Atualmente, é impossível saber qual explicação é correta. No entanto, se futuras missões forem capazes de medir as proporções de isótopos de enxofre em outros corpos do sistema solar, como Marte e Marte, asteróidepoderá fornecer pistas sobre se o esgotamento do enxofre-33 na lua é um legado do seu outro corpo progenitor, Theia, que pode ser feito dos mesmos materiais que Marte e os asteróides, ou se é o resultado de reações químicas que ocorreram após a formação da lua.
Os resultados da pesquisa foram publicados na edição de 10 de setembro da revista ” Jornal de Pesquisa Geofísica: Planetas.
