fbpx

As Três Descobertas Mais Recentes Sobre a Lua: Quando Formou, Como Formou e o Por Que Tem Duas Faces

terra_lua_01


observatory_150105Pesquisadores anunciaram interessantes notícias sobre a Lua, especialmente sobre como e quando ela se formou, e por que o “Man on the Moon”, sempre olha para nós quando a Lua está cheia.

Quando a Lua Se Formou?

Por muito tempo os astrônomos veem imaginando de onde a Lua veio. Há um século atrás, na ausência de qualquer prova real, os pesquisadores propuseram três possibilidades: a Lua se formou juntamente com a Terra como um par (uma ideia chamada de “co-crescimento”), ela foi aprisionada pela gravidade da Terra quando passou perto do nosso planeta (cenário da “captura”), ou ela foi expelida, quando a Terra girava tão rápido que ela se tornou instável e se dividiu em dois corpos (“fissão”).

Todas as três hipóteses são interessantes, mas uma vez que os geoquímicos colocaram as mãos em amostras lunares reais, eles rapidamente concluíram que nenhuma delas estava provavelmente correta. Ao invés disso, simulações feitas em computador, na década de 1970 mostrou que a Lua provavelmente se formou quando um objeto do tamanho de Marte se chocou com a Terra ainda jovem. Esse impactou ejetou um enorme jato de detritos que formou um anel ao redor do nosso jovem planeta e rapidamente se aglutinou formando a Lua. O corpo que se chocou com a Terra é muitas vezes chamado de Theia, o nome de Titã na mitologia grega que deu origem a Selene, a deusa da Lua.

Essa “hipótese do impacto gigante”, explica muitos aspectos únicos da composição lunar. Por exemplo, as rochas da Lua contêm isótopos de oxigênio, tungstênio, e outros elementos em razões que se aproximam muito das razões encontradas na Terra. As rochas lunares ainda, contém muito pouco ferro e (virtualmente) nada de água ou de elementos voláteis. Também, o momento angular do sistema Terra-Lua é muito alto.

Então, quando esse grande impacto ocorreu? É difícil dizer exatamente, pois os geoquímicos têm dificuldade em medir os traços radioativos de isótopos e seus produtos em rochas lunares. Até recentemente, a melhor resposta era, “algo em torno de 100 milhões de anos depois da formação do Sistema Solar”, o que daria a Lua uma idade de cerca de 4.47 bilhões de anos.

Contudo, novos resultados, apresentados recentemente no Goldschmidt Geochemistry Conference, sugere que isso aconteceu cerca de 60 milhões de anos antes. Guillaume Avice e Bernard Marty (Universidade de Lorraine, na França) analisaram o gás xenônio armazenado dentro do quartzo das rochas da África do Sul e da Austrália. Seus modelos levaram em conta quanto de xenônio estava presente quando o Sistema Solar se formou (quantidade determinada a partir de meteoritos), quanto foi criado pela fissão do iodo radioativo, plutônio e urânio e quanto se perdeu no espaço externo (durante, digamos, um grande impacto).

“Os sinais do gás xenônio permitem que possamos calcular quando a atmosfera estava sendo formada”, notou Avice no comunicado a imprensa, “o que aconteceu provavelmente no momento em que a Terra colidia com um corpo de tamanho planetário, levando à formação da Lua. Nossos resultados mostram que tanto a Terra como a Lua são mais velhas do que pensávamos anteriormente”.

Assim, com base nesses resultados, nós devemos resetar o nosso relógio Terra-Lua para 4.53 bilhões de anos atrás e contando.

terra_lua_02


Como a Lua se Formou?

A hipótese do impacto gigante se ajusta bem com dados observacionais, mais ainda existem alguns buracos nessa teoria.

Por exemplo, a Lua deveria ser uma mistura composicional, que fosse parte de uma proto-Terra e parte da Theia. Simulações computacionais sugerem consistentemente que uma explosão foi necessária para expelir material suficiente na órbita da Terra. No entanto, análises anteriores têm mostrado que as razões de três isótopos de oxigênio se ajustam exatamente nas rochas terrestres e lunares. Isso só ocorreria se a Theia e a Terra começassem com uma mistura idêntica de isótopos de oxigênio (algo virtualmente impossível), ou se em algum momento a Terra e a Lua recém formada trocassem jatos de vapor branco quente entre elas, assim os isótopos poderiam chegar a um equilíbrio, ou, se nenhum grande impacto ocorreu de verdade.

A boa notícia é que as razões de oxigênio não são exatamente as mesmas. Na edição da revista Science de 6 de Junho de 2014, uma equipe liderada por Daniel Herwartz (Universidade George August, Göttingen, Alemanha) usou técnicas avançadas para derivar as razões isotópicas do oxigênio-16, -17 e -18. Primeiro, eles tentaram analisar os meteoritos lunares que caíram na Terra, mas a técnica de análise não era sensível o suficiente para detectar contaminações terrestres. Assim, eles testaram amostras lunares retornadas para a Terra a bordo das missões Apollo 11, 12 e 16.

Usando essas amostras, os pesquisadores descobriram uma diferença de 12 ± 3 partes por milhão em 170:160 razões de rochas terrestres e lunares. “As diferenças são pequenas e difíceis de serem detectadas, mas elas estão ali”, disse Herwartz. O resultado é que a colisão gigante aconteceu de verdade. Isso coloca também limites estritos na composição da Theia, apesar de um problema é que nós não sabemos quão massiva era. Modelagens recentes sugerem que, se a Terra já estivesse girando rapidamente quando ela foi atingida, então um objeto relativamente pequeno poderia ter iniciado a formação da Lua. Nesse caso, menos de 10% da massa eventual da Lua teria vindo da Theia.

terra_lua_03


Por Que a Lua Tem Duas Faces Tão Distintas?

O último anúncio recente sobre novas descobertas a respeito da Lua resolveu um mistério de 55 anos. Desde que a rotação da Lua é travada com a Terra, de modo que nós sempre observamos a mesma face do nosso satélite, nós não sabemos como o outro lado se parece. Então, em 1959, a sonda Soviética Luna 3 enviou para a Terra a primeira imagem histórica do chamado lado oculto da Lua que mostrava ser algo bem diferente do que estávamos acostumado a ver, os mares escuros, tão familiares no lado visível da Lua são praticamente ausentes no lado escuro.

Vários pesquisadores têm tentado explicar essa dicotomia em décadas, mas sem um real consenso. Agora, os pesquisadores Arpita Roy, Jason Wright e Steinn Sigurdsson da Pen State acham que eles chegaram à resposta.

Escrevendo na edição de 9 de Junho de 2014 do Astrophysical Journal Letters, eles explicam que quando a Lua se formou ela estava muito mais próximo, cerca de 5% a 10% da sua distância atual, e que a sua rotação, rapidamente tornou-se gravitacionalmente travada com a Terra. Ambos os corpos ainda estavam quente da colisão, com a superfície da Terra com uma temperatura de cerca de 2500 graus Celsius. Isso significa que o lado visível da Lua estava continuamente sendo cauterizado pelo brilho e pelo calor da Terra, deixando a superfície lunar muito quente para que qualquer mineral se condensasse em sólido.

Mas, o lado escuro da Lua, estava fora do impacto da Terra, resfriando de forma muito mais rápida. Os primeiros sólidos a se formarem eram ricos em alumínio e cálcio, minerais que têm densidade relativamente baixa. Esses minerais iniciais tornaram-se os blocos fundamentais para a crosta lunar, que se acumulou de maneira mais rápida, e cresceu ficando substancialmente mais espessa  no lado escuro geralmente mais frio.

Mais tarde, colisões violentas atingiram toda a superfície da jovem Lua. A crosta do lado visível  relativamente mais fina, se fraturou profundamente por meio dos grandes impactos, fornecendo assim um duto fácil para que o magma denso e enriquecido de metal subisse do interior profundo da Lua em direção à superfície do nosso satélite. A combinação desses efeitos formou o padrão de mares escuros, ou a familiar face do “O Homem na Lua”, que observamos hoje. Erupções similares foram quase que inexistentes no lado oculto da Lua, devido à crosta ser mais espessa.

E assim, clama Roy e seus colegas, é como a Lua, possui duas faces tão distintas.

Fonte:

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/three-new-findings-moon/


alma_modificado_rodape105

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

Veja todos os posts

Arquivo