Descoberta da formação rochosa lunar resolve grande quebra-cabeça na geologia lunar

A imagem mostra o astronauta-geólogo Harrison H. Schmitt ao lado de uma enorme rocha lunar durante a missão Apollo 17 da NASA em 1972. Os cientistas nesta pesquisa usaram amostras de rochas desta missão Apollo. Crédito: NASA/Gene Cernan

doi.org/10.1038/s41561-023-01362-5
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#Lua 

Uma nova investigação descobriu o processo por detrás da formação de rochas magmáticas únicas na Lua, lançando luz sobre a sua composição distinta e como surgiram na superfície lunar.

Uma nova pesquisa desvendou um processo vital na criação de um tipo de rocha único na Lua. A descoberta explica a sua composição característica e a própria presença na superfície lunar, desvendando um mistério que há muito escapa aos cientistas.

O estudo, publicado a 15 de janeiro na Nature Geoscience, revela um passo fundamental na génese destes magmas distintos. Uma combinação de experiências laboratoriais de alta temperatura utilizando rochas derretidas, juntamente com análises isotópicas sofisticadas de amostras lunares, identificam uma reação crítica que controla a sua composição.

A imagem mostra rocha lunar, conhecida como basalto de alto Ti, amostra da missão Apollo 17 como as analisadas neste estudo. Crédito: NASA

A reação central

Esta reação ocorreu no profundo interior lunar há cerca de três bilhões e meio de anos, envolvendo a troca do elemento ferro (Fe) no magma com o elemento magnésio (Mg) nas rochas circundantes, modificando as propriedades químicas e físicas do derretido.

O co-autor principal Tim Elliott, professor de Ciências da Terra na Universidade de Bristol, disse: “A origem das rochas lunares vulcânicas é uma história fascinante envolvendo uma ‘avalanche’ de uma pilha de cristal instável em escala planetária criada pelo resfriamento de um oceano de magma primordial.

“Central para restringir esta história épica é a presença de um tipo de magma exclusivo da Lua, mas explicar como tais magmas poderiam ter chegado à superfície, para serem amostrados por missões espaciais, tem sido um problema problemático. É ótimo ter resolvido esse dilema.”

A imagem mostra um mapa da abundância de titânio na superfície da Lua, obtido pela espaçonave Clementine da NASA. As partes vermelhas indicam concentrações extremamente altas em comparação com rochas terrestres. Crédito: Instituto Lunar e Planetário

Compreendendo os basaltos com alto teor de Ti

Concentrações surpreendentemente elevadas do elemento titânio (Ti) em partes da superfície lunar são conhecidas desde as missões Apollo da NASA, nas décadas de 1960 e 1970, que devolveram com sucesso amostras de lava antigas e solidificadas da crosta lunar. O mapeamento mais recente por satélite em órbita mostra que estes magmas, conhecidos como “basaltos de alto teor de Ti”, estão disseminados na Lua.

“Até agora, os modelos não conseguiram recriar composições de magma que correspondam às características químicas e físicas essenciais dos basaltos com alto teor de Ti. Revelou-se ser particularmente difícil explicar a sua baixa densidade, o que permitiu a sua erupção há cerca de três bilhões e meio de anos”, acrescentou o coautor principal, Dr. Martijn Klaver, investigador do Instituto de Mineralogia da Universidade de Münster.

Uma imagem de microscópio eletrônico de um experimento deste estudo. O fundido (cor marrom) reage com os cristais circundantes (cores verdes), resultando em um fundido menos rico em Fe. Crédito: Universidade de Bristol/Universidade de Münster

A equipe internacional de cientistas, liderada pelas Universidades de Bristol, no Reino Unido, e Münster, na Alemanha, conseguiu imitar os basaltos com alto teor de Ti no processo em laboratório, usando experimentos de alta temperatura. As medições dos basaltos com alto teor de Ti também revelaram uma composição isotópica distinta que fornece uma impressão digital das reações reproduzidas pelos experimentos.

Ambos os resultados demonstram claramente como a reação de fusão-sólido é essencial na compreensão da formação destes magmas únicos.


Publicado em 29/01/2024 07h45

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