Pouco depois de se formar, a Lua foi coberta por um oceano global de rocha derretida (magma). À medida que o oceano de magma esfriava e se solidificava, os minerais densos afundavam para formar a camada do manto, enquanto os minerais menos densos flutuavam para formar a crosta superficial.
Posteriormente, o intenso bombardeio de asteróides e cometas maciços perfurou a crosta, explodindo pedaços do manto e espalhando-os pela superfície lunar.
Recentemente, um par de estudos da NASA identificou os locais mais prováveis para encontrar pedaços de manto na superfície, fornecendo um mapa para futuras missões de retorno de amostra lunar, como as do programa Artemis da NASA. Se coletados e analisados, esses fragmentos das profundezas da Lua podem fornecer uma melhor compreensão de como a Lua, a Terra e muitos outros mundos do sistema solar evoluíram.
“Esta é a avaliação mais atualizada da evolução do interior lunar, sintetizando vários desenvolvimentos recentes para pintar um novo quadro da história do manto e como e onde ele pode ter sido exposto na superfície lunar”, disse Daniel Moriarty do Goddard Space Flight Center da NASA, Greenbelt, Maryland e da Universidade de Maryland, College Park.
Os oceanos de magma evoluem à medida que esfriam e os materiais densos afundam enquanto os materiais leves sobem. A formação de oceanos de magma e sua evolução são considerados processos comuns entre planetas rochosos e luas em todo o nosso sistema solar e além. A Lua da Terra é o corpo mais acessível e bem preservado para estudar esses processos fundamentais.
“Entender esses processos com mais detalhes terá implicações para importantes questões de acompanhamento: Como esse aquecimento precoce afeta a distribuição de água e gases atmosféricos de um planeta? A água gruda ou é evaporada? Quais são as implicações para a habitabilidade precoce e a gênese da vida? ” acrescenta Moriarty, principal autor dos artigos, publicados em 3 de agosto na Nature Communications e em janeiro de 2021 no Journal of Geophysical Research.
Grandes objetos rochosos, como planetas, luas e grandes asteróides, podem formar oceanos de magma com o calor gerado à medida que crescem. Nosso sistema solar se formou a partir de uma nuvem de gás e poeira que entrou em colapso sob sua própria gravidade. Quando isso aconteceu, os grãos de poeira colidiram uns com os outros e grudaram, e com o tempo esse processo se transformou em conglomerados cada vez maiores, formando eventualmente asteróides e corpos do tamanho de planetas. Essas colisões geraram uma quantidade enorme de calor. Além disso, os blocos de construção de nosso sistema solar continham uma variedade de elementos radioativos, que liberavam calor à medida que se decompunham. Em objetos maiores, ambos os processos podem liberar calor suficiente para formar oceanos de magma.
No entanto, os detalhes de como os oceanos de magma evoluem à medida que esfriam e como os vários minerais neles se cristalizam são incertos, o que afeta como os cientistas acham que as rochas do manto podem ser e onde podem ser encontradas na superfície.
“O resultado final é que a evolução do manto lunar é mais complicada do que se pensava originalmente”, disse Moriarty. ?Alguns minerais que cristalizam e afundam cedo são menos densos do que minerais que cristalizam e afundam depois. Isso leva a uma situação instável com material leve próximo à parte inferior do manto tentando subir enquanto o material mais pesado próximo ao topo desce. Esse processo, denominado ‘reviravolta gravitacional’, não ocorre de uma forma limpa e ordenada, mas se torna confusa, com muita mistura e retardatários inesperados deixados para trás. ”
A equipe revisou os mais recentes experimentos de laboratório, análise de amostra lunar e modelos geofísicos e geoquímicos para desenvolver sua nova compreensão de como o manto lunar evoluiu à medida que esfriava e se solidificava. Eles usaram esse novo entendimento como uma lente para interpretar as observações recentes da superfície lunar das naves Lunar Prospector e Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA e do instrumento Moon Mineralogy Mapper da NASA a bordo da nave Chandrayaan-I da Índia. A equipe gerou um mapa de locais prováveis do manto usando dados do Moon Mineralogy Mapper para avaliar a composição e abundância dos minerais, integrado às observações do Lunar Prospector de abundâncias elementares, incluindo marcadores do último líquido remanescente no final da cristalização do oceano de magma lunar e imagens e topografia dados do Lunar Reconnaissance Orbiter.
Com cerca de 1.600 milhas (cerca de 2.600 quilômetros) de diâmetro, a bacia do Pólo Sul – Aitken é a maior estrutura de impacto confirmada na Lua e, portanto, está associada à maior profundidade de escavação de todas as bacias lunares, por isso é o lugar mais provável para encontrar pedaços de manto, segundo a equipe.
Durante anos, os cientistas ficaram intrigados com uma anomalia radioativa no quadrante noroeste do Pólo Sul – Bacia de Aitken, no lado lunar. A análise da equipe demonstra que a composição dessa anomalia é consistente com a “lama” que se forma no manto superior no final da cristalização do oceano de magma. Como essa lama é muito densa, os cientistas presumiram anteriormente que ela deveria afundar completamente no manto inferior no início da história lunar.
“No entanto, nossa compreensão mais matizada de modelos e experimentos recentes indica que parte dessa lama fica presa no manto superior e, mais tarde, escavada por esta vasta bacia de impacto”, disse Moriarty. “Portanto, esta região noroeste do Pólo Sul – Bacia de Aitken é o melhor local para acessar materiais de manto escavados atualmente na superfície lunar. Curiosamente, alguns desses materiais também podem estar presentes em torno dos locais de pouso propostos de Artemis e VIPER ao redor do Sul lunar Pólo.”
Mais sobre as missões e parceiros:
A pesquisa foi financiada pelo programa Centro de Pesquisa e Exploração em Ciência e Tecnologia Espacial II da NASA sob um acordo de cooperação com a Universidade de Maryland. O LRO é administrado pelo Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, para o Diretório de Missões Científicas na sede da NASA em Washington. Lançado em 18 de junho de 2009, LRO reuniu um tesouro de dados com seus sete instrumentos poderosos, fazendo uma contribuição inestimável para o nosso conhecimento sobre a Lua. Lançado em 22 de outubro de 2008, Chandrayaan-1, a primeira missão espacial da Índia, desempenhou um papel crucial na descoberta de moléculas de água na lua. Entre seu conjunto de instrumentos, carregava o Moon Mineralogy Mapper da NASA, um espectrômetro de imagem que ajudou a confirmar a descoberta de água presa em minerais na lua. O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, projetou e construiu o Moon Mineralogy Mapper. Lunar Prospector, lançado em 8 de janeiro de 1998, foi projetado para coletar dados para compilar os primeiros mapas completos de composição e gravidade da Lua durante sua missão planejada de um ano na órbita polar lunar. A missão foi administrada pelo Ames Research Center da NASA no Moffett Federal Airfield no Vale do Silício da Califórnia.
Publicado em 04/08/2021 17h44
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