Estudo reforça teoria de que choque de dois planetas formou a Lua

Rochas coletadas durante as missões Apollo forneceram novas pistas que se encaixam na teoria da colisão entre a Terra e outro planeta

A teoria do impacto entre a Terra e Theia como origem da Lua ganha um reforço com a pesquisa de Simon e Gargano. Crédito: Nasa

Como a Lua surgiu? Descobertas de um novo estudo de rocha lunar da Nasa fornecem evidências para uma teoria de que a Lua foi criada depois que outro planeta colidiu com uma jovem e derretida Terra bilhões de anos atrás.

“Há uma enorme diferença entre a composição elementar moderna da Terra e da Lua e queríamos saber por quê”, disse Justin Simon, cientista planetário da Nasa. “Agora, sabemos que a Lua era muito diferente desde o início, e provavelmente é por causa da teoria do ‘Grande Impacto’.”

Simon e seu colega Tony Gargano, ambos da divisão Astromaterials Research and Exploration Science do Johnson Space Center em Houston, conduziram a pesquisa. Eles publicaram recentemente os resultados na revista “Proceedings of the National Academy of Sciences”.

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Grande Impacto

Já se propuseram muitas ideias sobre como a Lua se formou. Uma das mais faladas é a teoria do Grande Impacto. Ela especula que quando a Terra era um planeta jovem e apenas começava a se formar, foi atingida por outro planeta emergente chamado Theia, localizado nas proximidades. A colisão fez os planetas se espatifarem temporariamente em bolhas de gás, magma e elementos químicos antes de se transformarem nos corpos que hoje conhecemos como Terra e Lua. A pesquisa de Simon e Gargano está adicionando suporte que reforça ainda mais essa teoria.

Simon, Gargano e sua equipe de pesquisa encontraram evidências para a teoria da colisão quando conduziam um estudo para compreender as diferenças significativas na composição química entre as rochas da Terra e da Lua. As amostras lunares vieram de rochas coletadas há 50 anos pelas missões Apollo. Elas foram armazenadas para pesquisas no futuro, quando novas técnicas e ferramentas estariam disponíveis.

Os pesquisadores se concentraram em observar a quantidade e os tipos de cloro encontrados nas rochas. Eles escolheram o cloro porque é um elemento volátil, o que significa que vaporiza a temperaturas relativamente baixas e rastreá-lo é útil para entender a formação planetária. O cloro existe em duas formas abundantes e estáveis: leve e pesado. Os termos pesado e leve são usados ​​para descrever produtos químicos que possuem variações em sua estrutura atômica, também chamados de isótopos.

O que eles descobriram é que as rochas das Luas contêm uma concentração mais alta de cloro pesado. Enquanto isso, as rochas da Terra são mais ricas em cloro leve.

Modelo confirmado

O cloro pesado tende a resistir às mudanças e permanecer parado. Enquanto isso, o cloro leve é ​​mais reativo e responsivo às forças. No modelo do Grande Impacto, as bolhas da Terra e da Lua inicialmente continham uma mistura de cloro pesado e leve. Mas, à medida que os planetas voltaram a se unir, a Terra, maior, dominou os processos de desdobramento e atraiu para si o cloro mais leve e facilmente vaporizado. Com esse processo, a Lua ficou sem cloro leve e outros elementos de evaporação mais fácil. De acordo com as medições que os cientistas fizeram, isso é exatamente o que parece ter acontecido.

Como uma espécie de verificação cruzada, Simon e Gargano analisaram as amostras de rochas em busca de diferenças em outros elementos que integram a mesma família de produtos químicos do cloro, chamados de halogênios. Eles viram que essa família de elementos evaporados mais facilmente foi perdida pela Lua. No entanto, eles não viram um padrão de diferenças entre os produtos químicos halógenos que podem ser causados ​​por algo que aconteceu posteriormente entre a Terra e a Lua. Isso significa que a composição de cloro mais leve da Lua e as abundâncias relativas de halogênio devem ter sido definidas logo no início.

“A perda de cloro da Lua provavelmente aconteceu durante um evento de alta energia e calor, o que aponta para a teoria do Grande Impacto,” disse Gargano.

Oportunidade com experiência

Aluno de doutorado da Universidade do Novo México, Gargano liderou o estudo como membro do programa de bolsas de pós-graduação da Nasa. O programa oferece a Gargano acesso exclusivo a financiamento, materiais e laboratórios. Mas o mais importante é a experiência em mentoria disponível apenas por meio da Nasa.

“Tem sido incrivelmente benéfico para mim porque posso ver o funcionamento interno da Nasa e aprender como pesquisadores de nível mundial determinam a melhor forma de lidar com o trabalho científico e questões relacionadas”, disse Gargano.

Gargano tem trabalhado em estreita colaboração com Simon, que é um especialista em química planetária e usa dispositivos chamados espectrômetros de massa para determinar a composição de substâncias cósmicas, como asteroides e rochas lunares. Simon e sua equipe desenvolveram as abordagens técnicas complexas de que o estudo precisava para obter as medições de halogênio mais precisas das amostras de rocha.

“Muitos estudos lunares anteriores examinaram o cloro dentro de um mineral específico, chamado apatita. Mas desenvolvemos uma maneira de medir o cloro em toda a rocha, o que nos dá uma história mais completa”, disse Simon.

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