3967: Radar sugere que a Lua é mais metálica do que se pensava

CIÊNCIA/ASTRONOMIA

Esta imagem, com base em dados da sonda LRO da NASA, mostra a face da Lua como a vemos da Terra. Quanto mais aprendermos sobre o nosso vizinho mais próximo, mais podemos começar a entender a Lua como um lugar dinâmico com recursos úteis que um dia podem suportar presença humana.
Crédito: NASA/GSFC/Universidade Estatal do Arizona

O que começou como uma caça ao gelo escondido nas crateras polares lunares transformou-se numa descoberta inesperada que pode ajudar a esclarecer uma história “lamacenta” sobre a formação da Lua.

Os membros da equipa do instrumento Mini-RF (Miniature Radio Frequency) na sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA encontraram novas evidências de que a sub-superfície da Lua pode ser mais rica em metais, como ferro e titânio, do que os investigadores pensavam. Esta descoberta, publicada dia 1 de Julho na revista Earth and Planetary Science Letters, pode ajudar a estabelecer uma ligação mais clara entre a Terra e a Lua.

“A missão LRO e o seu instrumento de radar continuam a surpreender-nos com novas ideias sobre as origens e sobre a complexidade do nosso vizinho mais próximo,” disse Wes Patterson, investigador principal do Mini-RF do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, no estado norte-americano de Maryland, co-autor do estudo.

Evidências substanciais apontam para a Lua como o produto de uma colisão entre um proto-planeta do tamanho de Marte e a jovem Terra, formando-se a partir do colapso gravitacional da restante nuvem de detritos. Consequentemente, a composição química da Lua assemelha-se à da Terra.

No entanto, observando em detalhe a composição química da Lua, essa história torna-se menos clara. Por exemplo, nas planícies brilhantes da superfície da Lua, chamadas terras altas lunares, as rochas contêm quantidades mais pequenas de minerais contendo metais em comparação com a Terra. Esta descoberta podia ser explicada se a Terra tivesse se diferenciado completamente num núcleo, manto e crosta antes do impacto, deixando a Lua em grande parte pobre em metais. Mas quando nos debruçamos sobre os mares lunares – as planícies grandes e mais escuras – a abundância de metais torna-se mais rica do que muitas rochas na Terra.

Esta discrepância intrigou os cientistas, levando a inúmeras perguntas e hipóteses sobre o quanto o proto-planeta impactante pode ter contribuído para as diferenças. A equipa do Mini-RF encontrou um padrão curioso que pode levar a uma resposta.

Usando o Mini-RF, os investigadores procuraram medir uma propriedade eléctrica no solo lunar empilhado no chão de crateras no hemisfério norte da Lua. Esta propriedade eléctrica é conhecida como constante dieléctrica, um número que compara as capacidades relativas de um material e o vácuo do espaço para transmitir campos eléctricos, e pode ajudar a localizar gelo escondido nas sombras das crateras. A equipa, no entanto, percebeu que esta propriedade aumentava com o tamanho das crateras.

Para crateras com aproximadamente 2 a 5 km de diâmetro, a constante dieléctrica do material aumentava constantemente à medida que as crateras cresciam, mas para crateras com 5 a 20 km de diâmetro, a propriedade permanecia constante.

“Foi uma relação surpreendente que não tínhamos motivo para acreditar que existisse,” disse Essam Heggy, co-investigador das experiências Mini-RF da Universidade do Sul da Califórnia em Los Angeles e autor principal do artigo publicado.

A descoberta deste padrão abriu a porta para uma nova possibilidade. Como os meteoros que formam crateras maiores também escavam mais fundo na sub-superfície da Lua, a equipa argumentou que a constante dieléctrica crescente da poeira nas crateras maiores podia ser o resultado de meteoros que escavam óxidos de ferro e titânio situados abaixo da superfície. As propriedades dieléctricas estão directamente ligadas à concentração desses minerais metálicos.

Se a sua hipótese estivesse correta, isso significaria que apenas as primeiras centenas de metros da superfície da Lua são escassas em óxidos de ferro e titânio, mas abaixo da superfície, há um aumento constante até um tesouro rico e inesperado.

Comparando imagens de radar do chão de crateras obtidas pelo Mini-RF com mapas de óxido de metais do instrumento Wide-Angle Camera da LRO, da missão japonesa Kaguya e da Lunar Prospector da NASA, a equipa encontrou exactamente o que suspeitava. As crateras maiores, com o seu material dieléctrico maior, também eram mais ricas em metais, sugerindo que mais óxidos de ferro e titânio haviam sido escavados das profundidades de 0,5 a 2 km do que das profundidades 0,2 a 0,5 km do subsolo lunar.

“Este empolgante resultado do Mini-RF mostra que, mesmo após 11 anos de operação na Lua, ainda estamos a fazer novas descobertas sobre a história antiga do nosso vizinho mais próximo,” disse Noah Petro, cientista do projecto LRO do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “Os dados do Mini-RF são incrivelmente valiosos e contam-nos mais sobre as propriedades da superfície lunar, mas usamos estes dados para inferir o que ocorreu há mais de 4,5 mil milhões de anos!”

Estes resultados seguem evidências recentes da missão GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) da NASA, que sugere que uma massa significativa de material denso existe apenas algumas dezenas a centenas de quilómetros abaixo da enorme bacia do Polo Sul-Aitken da Lua, indicando que os materiais densos não estão distribuídos uniformemente no subsolo lunar.

A equipa enfatiza que o novo estudo não pode responder directamente às questões pendentes sobre a formação da Lua, mas reduz a incerteza na distribuição dos óxidos de ferro e titânio na sub-superfície lunar e fornece evidências críticas necessárias para melhor entender a formação da Lua e a sua ligação com a Terra.

“Realmente levanta a questão do que isso significa para as nossas anteriores hipóteses de formação,” disse Heggy.

Ansiosos por mais descobertas, os cientistas já começaram a examinar o chão de crateras no hemisfério sul da Lua para ver se existem aí as mesmas tendências.

Astronomia On-line
7 de Julho de 2020

 

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