Talvez finalmente encontramos um pedaço do planeta Theia enterrado no fundo da Lua

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(Créditos: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)

Traduzido e adaptado por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

Cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, algo do tamanho de Marte colidiu com a Terra recém-formada, tendo um efeito colossal. Pensa-se que este objeto não só se fundiu com a Terra e a preparou para a vida, como também projetou parte do planeta e parte da zona superficial da Terra ao espaço – um caos que mais tarde se tornaria a Lua.

Essa história é conhecida como hipótese do grande impacto; o objeto do tamanho de Marte é chamado Theia. E agora, pela primeira vez, os cientistas acreditam ter encontrado vestígios de Theia na Lua.

A hipótese do grande impacto há anos tem sido o modelo preferido para explicar a formação da Lua.

“Este modelo foi capaz de explicar as observações então recentes de amostras coletadas pelas missões Apollo, que incluíam o baixo teor de ferro da Lua em relação à Terra, depleção em voláteis e enriquecimento de elementos refratários, sem incorrer nas falhas da maioria das suposições das antigas teorias de origem”, escreveram pesquisadores da Universidade do Novo México em seu artigo.

Mas haviam grandes questões não solucionadas nos trabalhos.

Os modelos previam que cerca de 70 a 90% da Lua deveria ser composta de partes remodeladas e misturadas de Theia. No entanto, os isótopos de oxigênio nas amostras lunares coletadas pelos astronautas da Apollo eram muito semelhantes aos isótopos de oxigênio terrestres – e muito diferentes dos isótopos de oxigênio presentes em outros objetos do Sistema Solar.

Uma explicação possível é que a Terra e Theia tinham composições semelhantes. Outra é que tudo ficou completamente misturado durante o impacto, o que, de acordo com as simulações, não é muito provável.

Além disso, as chances de Theia ter uma composição semelhante à Terra – no que diz respeito aos isótopos de oxigênio – são extremamente pequenas. O que significa que, se a Lua é principalmente mais constituída do que sobrou de Theia, seus isótopos de oxigênio devem ser diferentes dos isótopos de oxigênio da Terra.

Essa semelhança tem sido uma grande pulga atrás da orelha da hipótese do grande impacto. Ao longo dos anos, os pesquisadores publicaram vários artigos tentando explicá-la.

Foi aí que a ideia de que Theia se fundiu com a Terra surgiu. Outro artigo propôs que o impacto criou uma nuvem de poeira que se tornou Terra e Lua. Outro sugeriu que talvez Theia e a Terra se tenham se formado muito próximas uma da outra. E outros tentaram reescrever a história da formação da lunar inteiramente.

O cientista planetário Erick Cano e seus colegas seguiram um caminho diferente: uma análise cuidadosa das amostras lunares.

Eles adquiriram uma variedade de amostras de diferentes tipos de rochas reunidas na Lua – basaltos ricos e pobres em titânio da mare lunaranortositos das terras altas e noritos das profundezas, trazidos para a superfície durante um processo chamado reviravolta do manto lunar; e vidro vulcânico.

Para a nova análise, a equipe de pesquisa modificou uma técnica padrão de análise de isótopos para produzir medições de isótopos de oxigênio com alta precisão. E eles descobriram algo novo: que a composição isotópica do oxigênio variava dependendo do tipo de rocha testada.

“Mostramos”, escreveram no artigo, “que o método padrão de calcular os dados dos isótopos lunares e ignorar as diferenças litológicas não fornece uma imagem precisa das diferenças entre a Terra e a Lua”.

De fato, quanto mais profundas as origens das amostras de rocha, mais pesados ​​são os isótopos de oxigênio, em comparação com os da Terra, descobriram os pesquisadores.

Essa diferença poderia ser explicada se apenas a superfície externa da Lua fosse pulverizada e misturada durante o impacto, resultando na semelhança com a Terra. Mas no fundo da Lua, um pedaço de Theia permaneceu relativamente intacto e seus isótopos de oxigênio foram deixados mais próximos de seu estado original.

O estudo afirma que essa é uma evidência bastante clara que mostra que Theia poderia ter se formado em uma parte distante do Sistema Solar e se aproximado antes da “explosão tchakabum” que resultou na formação da lua.

É importante ressaltar que esses resultados também poderiam solucionar esse problema confuso presente na hipótese do grande impacto.

“Claramente, a composição distinta dos isótopos de oxigênio de Theia não foi completamente perdida na homogeneização durante o grande impacto”, concluíram os pesquisadores.

“Esse resultado elimina a necessidade dos modelos de grande impacto incluírem um mecanismo representando a homogeneização completa do isótopo de oxigênio entre os dois corpos e fornece uma base para modelagem futura do impacto e da formação lunar”.

Os seres humanos não pisam na Lua desde 1972, portanto, as preciosas rochas lunares disponíveis para análise são escassas e replicar esses resultados pode ser um pouco complicado por enquanto.

No entanto, nos próximos anos, poderemos finalmente ver missões tripuladas num retorno há muito esperado à superfície lunar e, com isso, podemos esperar uma revolução na ciência lunar – incluindo novas pesquisas em torno da hipótese do grande impacto.

A pesquisa foi publicada na revista Nature Geoscience.