Cientistas que investigam porque é que os dois lados da Lua parecem tão diferentes descobriram novas evidências que podem ajudar a explicar este mistério de longa data. Uma equipa de investigação liderada pelo professor Hejiu Hui, da Universidade de Nanjing, analisou rochas lunares recolhidas pela missão chinesa Chang’e-6 (CE6) e encontrou pistas que sugerem que enormes movimentos de rocha derretida moldaram a Lua há milhares de milhões de anos.
Os pesquisadores examinaram as composições químicas de três tipos de rochas lunares: anortositos, rochas com suíte de Mg e basaltos de mar. Eles compararam essas amostras do lado oculto da Lua com material coletado do lado próximo durante as missões Apollo e Chang’e-5. As suas descobertas sugerem que as diferenças marcantes da Lua surgiram através da circulação em grande escala impulsionada pelo calor dentro do seu antigo oceano de magma lunar (OML), depois da Lua ter ficado presa à Terra por maré.
Por que os dois lados da Lua são tão diferentes
O lado da Lua voltado para a Terra parece notavelmente diferente do hemisfério permanentemente afastado de nós. O lado próximo apresenta vastas planícies de basalto vulcânico escuro e concentrações relativamente altas de potássio, elementos de terras raras e fósforo (KREEP). Em contraste, o outro lado é dominado por terras altas antigas e repletas de crateras, com uma crosta muito mais espessa e relativamente poucas planícies vulcânicas.
Os cientistas têm debatido as origens desta estrutura irregular durante décadas. As explicações propostas incluem diferenças na forma como o oceano de magma original da Lua circulou, uma colisão massiva, aquecimento causado por marés gravitacionais e desenvolvimento desigual da crosta lunar. No entanto, nenhuma destas ideias obteve aceitação universal.
Outra questão importante permaneceu sem resposta. Embora os contrastes entre os dois hemisférios sejam claramente visíveis na superfície e dentro da crosta, os cientistas não têm certeza se diferenças semelhantes se estendem profundamente no manto lunar.
Amostras da Chang’e-6 revelam uma semelhança surpreendente
Uma grande oportunidade para investigar este mistério surgiu em 2024, quando a Chang’e-6 se tornou a primeira missão a devolver amostras do outro lado da Lua. Pela primeira vez, os cientistas puderam comparar diretamente rochas coletadas em ambos os hemisférios lunares.
A análise revelou uma semelhança importante sob as superfícies contrastantes da Lua. Os basaltos recolhidos pela Chang’e-6 apresentam assinaturas químicas que indicam que se originaram de material empobrecido do manto, tal como os basaltos com baixo teor de Ti trazidos pelos astronautas da Apollo. Isto sugere que os cumulados do manto, minerais que se acumularam à medida que o oceano de magma da Lua se cristalizou, não diferem substancialmente na composição entre os dois hemisférios.
Os pesquisadores encontraram apoio adicional para esta conclusão em rochas com suíte de Mg. Essas rochas se formam através de interações entre a crosta e o manto, quando partes do material acumulado do manto derretem parcialmente. Seu índice de magnésio (Mg#) fornece um importante indicador da composição do material do manto de onde se originaram.
Como as amostras de Mg-suite de Chang’e-6 e Apollo têm valores semelhantes de Mg#, os pesquisadores concluíram que o manto acumulado abaixo de ambos os lados da Lua compartilha características químicas amplamente semelhantes. Por outras palavras, os materiais que cristalizaram a partir do oceano de magma original da Lua não mostram nenhuma divisão composicional significativa entre o lado próximo e o lado oculto.
A crosta da lua conta uma história diferente
Embora o manto pareça relativamente uniforme em composição, a crosta lunar revela um contraste muito mais pronunciado.
Amostras de anortosito retornadas por Chang’e-6 têm valores de pico de Mg# mais altos do que amostras comparáveis da Apollo, indicando que a crosta do outro lado contém mais material rico em magnésio. Isto está de acordo com observações anteriores feitas por instrumentos que estudam a Lua remotamente.
Os pesquisadores também identificaram diferenças químicas importantes em rochas com suíte de Mg. Amostras de Chang’e-6 contêm concentrações extremamente baixas de elementos de terras raras e têm proporções mais baixas de tório para samário, expressas como Th/Sm, do que suas contrapartes da Apollo.
Essas diferenças sugerem duas explicações possíveis. Ou os magmas do conjunto Mg formaram-se no outro lado sem envolvimento substancial de material rico em KREEP, ou a camada que contém estes elementos desenvolveu-se de forma desigual ao longo da Lua, deixando os dois hemisférios com composições químicas diferentes.
Como a gravidade da Terra pode ter moldado a Lua
Combinando estas descobertas, os investigadores desenvolveram um modelo que poderia explicar como a Lua adquiriu as suas duas faces dramaticamente diferentes.
De acordo com o cenário proposto, o oceano de magma inicial da Lua inicialmente esfriou e cristalizou de uma maneira relativamente uniforme. Este processo produziu os primeiros cumulados do manto e a crosta anortosítica, antes que a Lua ficasse presa à Terra por maré.
A situação mudou quando a Lua se estabeleceu numa órbita que manteve o mesmo hemisfério voltado para o nosso planeta. Naquela época, a Terra e a Lua estavam muito mais próximas e as forças gravitacionais das marés geravam mais calor no lado lunar próximo do que no lado oposto.
Este aquecimento desigual criou uma diferença de temperatura no interior derretido da Lua, desencadeando uma circulação horizontal em grande escala. O magma quente moveu-se do lado próximo para o lado oposto, carregando consigo material de anortosito rico em magnésio previamente formado.
Com o tempo, este movimento acumulou mais material crustal no outro lado, ajudando a explicar porque é que aquele hemisfério desenvolveu uma crosta mais espessa com um maior teor de magnésio.
Ao mesmo tempo, o material fundido restante fluiu preferencialmente para o lado mais próximo. Como resultado, o lado distante desenvolveu apenas camadas relativamente finas enriquecidas em KREEP e cumulados contendo ilmenita (IBC), enquanto mais desses materiais de estágio final ficaram concentrados no lado próximo.
Este modelo de circulação de magma impulsionada pelo calor fornece uma possível explicação para o motivo pelo qual a Lua tem um manto quimicamente semelhante, mas composições crustais dramaticamente diferentes. Ao conectar as amostras recém-analisadas da Chang’e-6 com a história térmica inicial da Lua, as descobertas oferecem uma nova visão sobre os processos que moldaram o vizinho celestial mais próximo da Terra.
Fonte: ScienceDaily
