NOVO ESTUDO REFORÇA IDEIA QUE LUA FOI FORMADA A PARTIR DE GIGANTE COLISÃO PLANETÁRIA
19 de Outubro de 2012
É uma grande alegação, mas cientistas da Universidade de Washington em St. Louis e da Universidade da Califórnia em San Diego, EUA, afirmam que descobriram evidências de que a Lua nasceu a partir de uma chama flamejante quando um corpo do tamanho de Marte colidiu com a Terra primitiva.
A evidência pode não parecer tão impressionante para um cidadão comum: um excesso minúsculo de uma variante mais pesada do elemento zinco em rochas lunares. Mas o enriquecimento provavelmente surgiu porque os átomos mais pesados de zinco foram condensados a partir da nuvem de rocha vaporizada criada por uma colisão catastrófica mais rapidamente do que os átomos de zinco mais leves, e o restante vapor escapou antes que pudesse condensar.
Os cientistas têm procurado este género de triagem por massa, chamado fraccionamento isotópico, desde que as missões Apollo trouxeram pedras lunares para a Terra na década de 1970. Frédéric Moyner, da Universidade de Washington, professor de Ciências Planetárias e da Terra - juntamente com Randal Paniello e James Day do Instituto de Oceanografia Scripps - foram os primeiros a descobri-lo.
As rochas lunares, descobriram os geoquímicos, enquanto quimicamente semelhantes às rochas da Terra, são lamentavelmente pobres em elementos voláteis (elementos que facilmente se evaporam). Um impacto gigante pode explicar este esgotamento, enquanto as teorias alternativas para a origem da Lua não explicam.
Mas um evento de criação que permitiu a fuga de elementos voláteis também deve ter produzido fraccionamento isotópico. Os cientistas procuraram fraccionamento mas não conseguiram encontrá-lo, deixando a teoria de origem com base no impacto no limbo - nem provada nem refutada - durante mais de 30 anos.
"A magnitude do fraccionamento que medimos nas rochas lunares é 10 vezes maior do que o que vemos nas rochas terrestres e marcianas," afirma Moynier, "por isso é uma diferença importante." Os dados, publicados na edição de 18 de Outubro da revista Nature, fornecem a primeira evidência física para o evento de vaporização desde a descoberta do esgotamento volátil em rochas lunares, esclarece Moynier.
A Teoria de Impacto Gigante
De acordo com a Teoria de Impacto Gigante, proposta na sua forma moderna numa conferência em 1975, a Lua da Terra foi criada a partir de uma colisão apocalíptica entre um corpo planetário apelidado de Téia (na mitologia grega, Téia é a mãe de Selene, deusa da Lua) e a Terra primitiva. A colisão foi tão forte que é difícil para nós, comuns mortais, imaginarmos, mas o asteróide que se pensa ter morto os dinossauros tem o tamanho estimado da ilha de Manhattan. Pensa-se que Téia tenha tido o tamanho de Marte.
Esta colisão lançou tanta energia que derreteu e vaporizou Téia e muito do manto da proto-Terra. A Lua então condensou a partir da nuvem de rocha vaporizada, e partes da mesma acabaram por ser agrupadas na Terra. Esta ideia aparentemente estranha ganhou força porque simulações computacionais mostraram que uma colisão gigante pode ter criado um sistema Terra-Lua com a dinâmica orbital exacta e porque explica uma característica chave das rochas lunares.
Assim que os geoquímicos conseguiram obter rochas lunares para estudo, aperceberam-se rapidamente que as rochas estavam vazias do que chamam de elementos "moderadamente voláteis". São muito pobres em sódio, potássio, zinco e chumbo, afirma Moynier. "Mas se as rochas não têm elementos voláteis porque foram vaporizados durante um impacto gigante, também devíamos ter visto fraccionamento isotópico," acrescenta (isótopos são variantes de um elemento com massas ligeiramente diferentes).
"Quando uma rocha é derretida e depois evapora, os isótopos leves entram na fase de vapor mais depressa que os isótopos mais pesados, por isso ficamos com um vapor enriquecido com isótopos leves e um resíduo sólido enriquecido com isótopos mais pesados. Se perdemos o vapor, o resíduo será enriquecido com isótopos pesados em relação ao material original," afirma Moynier. O problema é que os cientistas que procuravam fraccionamento isotópico não o conseguiam encontrar.
Afirmações extraordinárias exigem dados extraordinários
Quando questionado como se sentiu quando viu os primeiros resultados, Moynier exclamou: "Quando encontramos algo que é novo e que tem ramificações importantes, queremos ter a certeza de que não errámos em nada. Já esperava, mais ou menos, resultados como os anteriormente obtidos para elementos moderadamente voláteis, por isso quando obtivemos algo tão diferente, reproduzimos tudo a partir do zero para termos a certeza que não havia erros, pois alguns dos procedimentos em laboratório podiam, quem sabe, conseguir fraccionar os isótopos."
Ele também temia que o fraccionamento podia ter ocorrido através de processos localizados em zonas particulares da Lua. Para certificar-se que o efeito era global, a equipa analisou 20 amostras de rochas lunares, incluindo as das Apollo 11, 12, 15 e 17 - todas as quais estiveram em locais diferentes da Lua - e um meteorito lunar. Para obter as amostras, que estão armazenadas do Centro Espacial Johnson em Houston, EU, Moynier teve que convencer um comité, que controla o seu acesso, do mérito científico do projecto.
"O que queríamos era o basalto," afirma Moynier, "porque as rochas basálticas são as que vieram de dentro da Lua e seriam mais representativas da composição da Lua." Mas os basaltos lunares têm composições químicas diferentes, diz Moynier, incluindo uma vasta gama de concentrações de titânio. Os isótopos também podem ser fraccionados durante a solidificação de minerais a partir de uma massa fundida. "O efeito deve ser muito, muito pequeno," afirma, "mas para garantir que isso não era o que estávamos a ver, analisámos tanto os basaltos ricos em titânio como os basaltos pobres em titânio, que são os dois extremos da faixa de composição química da Lua."
Tanto os basaltos pobres como os ricos em titânio tinham as mesmas proporções de isótopos de zinco. Para efeitos de comparação, também analisaram 10 meteoritos marcianos. Alguns tinham sido descobertos na Antárctida, mas os outros eram de colecções do Museu Field, do Instituto Smithsonian e do Vaticano. Marte, tal como a Terra, é muito rico em elementos voláteis, afirma Moynier. "Devido a uma razoável quantidade de zinco no interior das rochas, só precisávamos de um pouco para testar o fraccionamento, e assim estas amostras foram mais fáceis de conseguir."
O que isto significa
Comparadas com as rochas terrestres ou marcianas, as rochas lunares que Moynier e a sua equipa analisaram têm concentrações muito mais baixas de zinco, mas são enriquecidas com isótopos mais pesados de zinco. A Terra e Marte têm composições isotópicas como aquelas encontradas nos meteoritos condritos, que se pensa representar a composição original da nuvem de gás e poeira que formou o Sistema Solar. A explicação mais simples para estas diferenças é que as condições durante ou após a formação da Lua levaram a uma mais extensa perda volátil ou fraccionamento isotópico do que a sofrida pelo planeta Terra ou Marte.
A homogeneidade isotópica dos materiais lunares, por sua vez, sugerem que o fraccionamento isotópico resultou de um processo em larga escala, em vez de algo apenas local. Com base nestas linhas de evidência, o mais provável evento em larga escala é a fusão durante a formação da Lua. Os dados isotópicos do zinco apoiam a teoria de que um impacto gigante deu origem ao sistema Terra-Lua.
"O trabalho também tem implicações para a origem da Terra," salienta Moynier, "porque a origem da Lua foi uma grande parte da origem da Terra." Sem a influência estabilizadora da Lua, a Terra seria provavelmente um lugar muito diferente. Os cientistas planetários pensam que a Terra giraria mais rapidamente, os dias seriam mais curtos, o tempo mais violento e o clima mais caótico e extremo. De facto, poderia ser um mundo tão cruel, que poderia ser inadequado para a evolução da vida humana.
Esta impressão de artista de uma colisão planetária cujos detritos foram avistados pelo Telescópio Espacial Spitzer há três anos dá-nos uma imagem da carnificina que ocorreu num impacto semelhante que criou a Lua da Terra. Uma equipa de cientistas descobriu evidências deste impacto, que há mais de 30 anos tentavam avistar.
Crédito: NASA/JPL-Caltech
(clique na imagem para ver vídeo)
Imagem de uma secção polida da rocha lunar 12021 que revela a sua beleza escondida. No visível, as rochas são cinzentas.
Crédito: J. Day
