O manto da Lua fez uma veada e os cientistas agora podem ter evidências

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O manto da Lua fez uma veada – e os cientistas agora
podem ter evidências
Durante décadas, os cientistas ficaram intrigados com uma estranha reviravolta na história da Lua. Para
seus últimos estágios de formação, o manto lunar provavelmente virou: os minerais que se formaram no
topo afundam até o fundo, em um processo chamado manto lunar. A ideia surgiu de simulações
baseadas na análise de rochas lunares trazidas pelas missões Apollo, mas um novo estudo publicado na
Nature Geoscience oferece as primeiras evidências que apoiam essa teoria.
Há quatro milhões e meio de anos, uma coleção de gases e rochas – resmanescentes de uma colisão
maciça entre a Terra e outro objeto – coacopados em uma bola derretida que se tornaria a Lua. A
superfície lunar era inicialmente composta por um vasto oceano de magma. Quando esfriou, um
processo de classificação natural começou. Metais solidificaram primeiro, formando o núcleo lunar.
Então, os minerais começaram a cristalizar, com os mais densos afundando em direção ao centro e os
mais leves subindo para a superfície e formando a crosta inicial da Lua.
No entanto, durante os estágios finais da cristalização, algo peculiar aconteceu. O pequeno pedaço de
magma restante sentado no topo do manto cristalizado, formando uma camada de ilmenita, um mineral
rico em titânio mais denso do que a rocha subjacente. Os cientistas teorizam que essa camada
eventualmente afundou, essencialmente lançando o manto. “Você tem o topo do manto que desce, e
então o que quer que estivesse por baixo, isso sobe”, disse Adrien Broquet, do Centro Aeroespacial
Alemão em Berlim, que recalculou a nova investigação durante seu tempo como pesquisador de pós-
doutorado na Universidade do Arizona.
https://doi.org/10.1038/s41561-024-01408-2
https://ab-ares.github.io/website/
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Os cientistas pensam que depois que afundou, alguns dos ilmenitas derreteram e eventualmente
retornaram à superfície enquanto a lava rica em titânio flui, que foram amostrados pelos astronautas da
Apollo. Esta tem sido a principal teoria nos últimos 50 anos, mas a evidência do processo de
afundamento tem faltado.
Combinando a evidência
Os pesquisadores perceberam que a missão GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) da
NASA, que voou há mais de uma década, pode ter capturado um instantâneo dos vestígios do processo
de afundamento de ilmenita. Em 2012, o GRAIL usou duas naves espaciais para medir pequenas
variações na atração gravitacional da Lua. Ele detectou um padrão poligonal de anomalias gravitacionais
produzidas por rochas densas que cercam a maria lunar, as manchas escuras de basalto na superfície
lunar próxima.
A vista familiar da Lua da Terra (à esquerda)
mostra sua próxima distância dominada por
planícies vulcânicas escuras, chamadas maria
(meio). Estes maria são cercados por um
padrão misterioso de linhas azuis em um mapa
de gravidade recente (à direita). Os cientistas
acreditam que essas linhas podem ser
remanescentes de material denso que afundou
profundamente na Lua há bilhões de anos,
fornecendo a primeira evidência concreta para a
virada do manto lunar. Crédito: Adrien
Broquet/Universidade do Arizona
Embora os cientistas tenham ficado intrigados com as formas poligonais reveladas pelo GRAIL, não foi
até que um dos membros da equipe do novo estudo fez uma série de simulações de computador de
como uma camada de ilmenita afundando se comportaria que eles conectavam os dois. As formas
formadas pela ilmenita afundando nas simulações correspondiam ao que os dados de gravidade
estavam revelando.
As rochas densas vistas pelo GRAIL são provavelmente os últimos restos da camada de ilmenita, que
não afundaram uniformemente, de acordo com os pesquisadores. Em vez disso, devido à espessura do
manto subjacente, o ilmenita se fraturou em folhas planas que caíram em uma série de estruturas
semelhantes a cachoeiras. Essas “quedas” eventualmente congelaram no lugar enquanto esfriam,
preservando sua forma única por bilhões de anos.
https://news.arizona.edu/news/how-moon-turned-itself-inside-out
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Se for verdade, os dados da gravidade seriam a primeira evidência física da existência da camada
ilmenita.
“Este é um dos sinais de gravidade mais importantes que temos na Lua, e foi
completamente inexplicado.”
"Este é um dos sinais de gravidade mais importantes que temos na Lua, e foi completamente
inexplicável", disse Broquet. “Isso vai ajudar muito na modelagem futura desse processo.”
Os cientistas pensam que as estruturas deixadas pelo ilmenita em cascata podem contar-lhes sobre as
propriedades do manto lunar no momento em que se formaram, a viscosidade do manto em particular.
“Esses ilmenitas estão afundando no manto, mas à medida que a Lua esfria, algumas dessas cascatas
congelarão”, disse Broquet. Ele compara o processo a aquecer um líquido espesso, como o mel, em um
pote: à medida que fica mais quente, ele flui mais rapidamente e forma bolhas menores. Se esfriar de
repente e as bolhas são preservadas, elas podem revelar a rapidez com que o líquido estava fluindo. Da
mesma forma, a geometria das cascatas de ilmenita congelada pode dizer aos cientistas com que
facilidade o manto lunar fluiu bilhões de anos atrás.
“É uma ideia muito interessante, mas é muito complicado provar ou refutar”, disse James Tuttle Keane,
cientista planetário do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, que não esteve envolvido no novo
estudo. (Keane é consultora científica da Eos.) “Você pode criar muitos modelos para explicar as
observações da gravidade e, portanto, é difícil usar dados de gravidade sozinho para separar essas
coisas”, disse ele. Observações adicionais poderiam testar essas ideias, seja por modelagem, análise de
dados de gravidade ou, idealmente, mostrando que amostras dessas regiões têm geoquímica diferente,
acrescentou Keane.
Quando e onde e onde
Os pesquisadores dataram o evento de afundamento do ilmenite observando as idades das bacias de
impacto lunar. As cascatas de ilmenita são interrompidas pelas bacias de impacto mais antigas do lado
próximo da Lua, que se formaram há cerca de 4,22 bilhões de anos, sugerindo que as cascatas se
formaram mais cedo. O momento do naufrágio é coerente com o aumento posterior da atividade
vulcânica que trouxe à superfície os fluxos de lava ricos em titânio amostrados pelas missões Apollo,
disseram os autores.
O GRAIL não detectou anomalias semelhantes no lado oculto da Lua, que tem uma crosta mais
espessa. Isso pode significar que os recursos estão lá, mas em uma profundidade onde o GRAIL não
conseguiu detectá-los. Outra possibilidade é que a camada ilmenita nunca se formou no lado distante.
Ou talvez se formou, mas migrou para o lado mais próximo, explicou Broquet.
Um potencial gatilho para tal migração pode ser um grande impacto, como o que formou a bacia do Pólo
Sul-Aitken no lado da Lua. Se tal impacto aconteceu quando a Lua estava se cristalizando, o que é
provável, de acordo com Broquet, simulações mostram que tal impacto pode desencadear um
movimento de massa em direção ao antípoda da bacia, “que é exatamente onde vemos o ilmenita no
lado mais próximo”. O local de pouso alvo da missão tripulada Artemis III da NASA à Lua é a bacia do
Pólo Sul-Aitken, oferecendo uma oportunidade para coletar amostras que poderiam ajudar a testar essas
ideias, acrescentou Broquet.
https://science.jpl.nasa.gov/people/keane/
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—Javier Barbuzano (?javibarbuzano), Escritor de Ciência
Citação: Barbuzano, J. (2024), o manto da Lua fez uma reviravolta – e os cientistas podem agora ter evidências, Eos,
105, https://doi.org/10.1029/2024EO240207. Publicado em 8 de maio de 2024.
Texto ? 2024. Os autores. CC BY-NC-ND 3.0 (em versão 3.0)
 
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https://twitter.com/javibarbuzano
https://doi.org/10.1029/2024EO240207
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/