Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center
Os cientistas mostraram como o congelamento de um oceano de magma ‘lodoso’ pode ser responsável pela composição da crosta lunar.
Os cientistas, da Universidade de Cambridge e da Ecole normale supérieure de Lyon, propuseram um novo modelo de cristalização, onde os cristais permaneceram suspensos em magma líquido por centenas de milhões de anos enquanto a “lama” lunar congelou e solidificou. Os resultados são relatados na revista Geophysical Research Letters.
Mais de cinquenta anos atrás, os astronautas da Apollo 11 coletaram amostras das Terras Altas lunares. Essas grandes e pálidas regiões da Lua – visíveis a olho nu – são compostas de rochas relativamente leves chamadas anortositos. Os anortositos se formaram no início da história da Lua, entre 4,3 e 4,5 bilhões de anos atrás.
Anortositos semelhantes, formados pela cristalização do magma, podem ser encontrados em câmaras de magma fossilizadas na Terra. Produzir os grandes volumes de anortosita encontrados na Lua, no entanto, exigiria um enorme oceano global de magma.
Os cientistas acreditam que a Lua se formou quando dois protoplanetas, ou mundos embrionários, colidiram. O maior desses dois protoplanetas se tornou a Terra e o menor se tornou a Lua. Um dos resultados dessa colisão foi que a Lua estava muito quente – tão quente que todo o seu manto era magma derretido, ou um oceano de magma.
“Desde a era Apollo, pensava-se que a crosta lunar era formada por cristais leves de anortita flutuando na superfície do oceano de magma líquido, com cristais mais pesados se solidificando no fundo do oceano”, disse o coautor Chloé Michaut, da Ecole normale supérieure. de Lyon. “Este modelo de ‘flutuação’ explica como as Terras Altas lunares podem ter se formado.”
No entanto, desde as missões Apollo, muitos meteoritos lunares foram analisados e a superfície da Lua foi extensivamente estudada. Os anortositos lunares parecem mais heterogêneos em sua composição do que as amostras originais da Apollo, o que contradiz um cenário de flutuação onde o oceano líquido é a fonte comum de todos os anortositos.
A faixa de idades do anortosita – acima de 200 milhões de anos – é difícil de conciliar com um oceano de magma essencialmente líquido, cujo tempo de solidificação característico é próximo a 100 milhões de anos.
“Dada a faixa de idades e composições dos anortositos na Lua, e o que sabemos sobre como os cristais se assentam no magma em solidificação, a crosta lunar deve ter se formado através de algum outro mecanismo”, disse o coautor do professor Jerome Neufeld, do Departamento de Cambridge de Cambridge. Matemática Aplicada e Física Teórica.
Michaut e Neufeld desenvolveram um modelo matemático para identificar esse mecanismo.
Na baixa gravidade lunar, o assentamento do cristal é difícil, particularmente quando fortemente agitado pelo oceano de magma em convecção. Se os cristais permanecerem suspensos como uma pasta de cristal, quando o conteúdo de cristal da pasta exceder um limite crítico, a pasta se tornará espessa e pegajosa e a deformação lenta.
Este aumento do conteúdo de cristal ocorre mais dramaticamente perto da superfície, onde o oceano de magma lamacento é resfriado, resultando em um interior lamacento quente e bem misturado e uma ‘tampa’ lunar rica em cristais de movimento lento.
“Acreditamos que é nesta ‘tampa’ estagnada que a crosta lunar se formou, à medida que o derretimento leve e enriquecido com anortita percolava da pasta cristalina convectiva abaixo”, disse Neufeld. “Sugerimos que o resfriamento do oceano de magma inicial levou a uma convecção tão vigorosa que os cristais permaneceram suspensos como uma pasta, bem como os cristais em uma máquina de lama.”
Rochas enriquecidas da superfície lunar provavelmente se formaram em câmaras de magma dentro da tampa, o que explica sua diversidade. Os resultados sugerem que a escala de tempo da formação da crosta lunar é de várias centenas de milhões de anos, o que corresponde às idades observadas dos anortositos lunares.
O magmatismo serial foi inicialmente proposto como um possível mecanismo para a formação de anortositos lunares, mas o modelo lamacento finalmente reconcilia essa ideia com a de um oceano global de magma lunar.
A pesquisa foi apoiada pelo Conselho Europeu de Pesquisa.
Publicado em 16/01/2022 06h58
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