A Lua virou do avesso há bilhões de anos, revelam cientistas

Ilustração mostrando a ressurgência rica em ilmenita e o padrão gravitacional produzido na superfície lunar. (Adrien Broquet, LPL/Audrey Lasbordes)

doi.org/10.1038/s41561-024-01408-2
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#Lua

A Lua é uma grande bola excêntrica no céu, e os cientistas podem ter descoberto parte do motivo.


Uma das coisas mais peculiares da Lua tem a ver com a sua superfície.

No lado próximo da Lua, existe uma região melhor descrita como “geoquimicamente estranha”.

Conhecido como KREEP Terrane, é rico em metais específicos e inesperados: potássio, elementos de terras raras e fósforo.

O Terrano KREEP também se sobrepõe aos mares lunares – grandes planícies basálticas que são o resultado da atividade vulcânica.

Este basalto é rico em um mineral chamado ilmenita.

Composta predominantemente de titânio e ferro, a ilmenita é bastante densa como a rocha que a contém.

Isto é intrigante porque as rochas abaixo dela são menos densas.

Com base na densidade, seria de esperar que os cumulados contendo ilmenita, ou IBCs, tivessem afundado na Lua e que as rochas menos densas tivessem subido à superfície.

Tanto o Terrano KREEP quanto os IBCs podem ser explicados por processos geodinâmicos não muito depois da formação da Lua.

Embora ainda estivesse quente e úmida, a Lua provavelmente estava coberta por um oceano de magma derretido que esfriou para formar a crosta e o manto.

Neste cenário, à medida que o magma chega ao fim do seu processo de arrefecimento e cristalização, minerais densos como a ilmenite formam-se numa camada entre a crosta e o manto, e os elementos KREEP concentram-se num reservatório líquido.

Mudanças no interior lunar, com o IBC mostrado em verde, e a anomalia térmica produzida pelo impacto gigante em marrom. (Adrien Broquet, LPL/Nan Zhang, PKU)

Espera-se que esses minerais densos afundem em direção ao núcleo lunar.

Mas sem modelar os processos físicos que ocorreram na Lua durante a sua formação, os cientistas não poderiam ter a certeza de que foi isso que aconteceu.

Também é possível que, após esse afundamento inicial para dentro, os IBCs tenham aquecido e subido novamente, derrubando o manto no processo.

Isto explicaria tanto o Terrano KREEP como os basaltos ricos em titânio que foram expelidos para a superfície através do vulcanismo.

Neste cenário, ambos os conjuntos de elementos deveriam ter ficado distribuídos de forma mais ou menos uniforme pelo manto lunar, mas não foi isso que os cientistas descobriram.

Uma explicação tem a ver com a Bacia Pólo Sul-Aitken, no outro lado lunar, um impacto colossal que deixou uma cratera que cobre mais de um quarto da superfície lunar.

Este impacto produziu um hotspot que poderia ter visto a migração do KREEP e da ilmenita para longe do local do impacto, concentrando-o no lado próximo da Lua.

Por estar abaixo da superfície, não podemos realmente vê-lo; mas os investigadores perceberam que tal migração deveria ter deixado assinaturas gravitacionais distintas.

Um exemplo de um dos padrões gravitacionais produzidos na modelagem da equipe. (Liang & Broquet et al., Nat. Geosci., 2024)

Os pesquisadores construíram modelos de reviravolta lunar de materiais ricos em ilmenita para observar os padrões gravitacionais gerados pelas concentrações de IBCs abaixo da crosta lunar.

Seus resultados produziram um padrão poligonal distinto de anomalias de gravidade linear.

Eles compararam isso com os dados coletados pelos orbitadores do Laboratório de Recuperação de Gravidade e Interior (GRAIL) da NASA, um par de espaçonaves que passou mais de um ano no espaço mapeando a gravidade da superfície da Lua.

Os padrões produzidos pelo modelo de reviravolta do manto lunar correspondiam às observações recolhidas pelo GRAIL.

O modelo também revelou quanto tempo leva para o padrão evoluir, restringindo o momento da reviravolta a pelo menos 4,22 bilhões de anos atrás.

“As anomalias gravitacionais confirmam a previsão de que o afundamento final destes materiais densos tomou a forma de ressurgências em forma de folha e que estas características podem ser preservadas ao longo da história geológica, ao mesmo tempo que restringem o momento da reviravolta”, escrevem os investigadores.

“Assim, o campo gravitacional lunar preserva um registro crítico da reviravolta do manto lunar que tem sido amplamente postulado como um dos eventos definidores do início da história lunar, mas cujos detalhes até agora permaneceram desconhecidos.”


Publicado em 08/04/2024 13h22

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