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DADOS LUNARES LANÇAM LUZ SOBRE A HISTÓRIA DO IMPACTO DE ASTEROIDES NA TERRA
22 de janeiro de 2019

 


Lua Minguante. No lado noturno está representado o mapa de abundâncias rochosas do Diviner da sonda LRO. As crateras mais proeminentes visíveis no mapa são Tycho (85 milhões de anos), Copérnico (797 milhões de anos) e Aristarco (164 milhões de anos). O terminador passa pelo planalto Aristarco, dividindo Aristarco da sua cratera irmã, Heródoto.
Crédito: Ernie Wright/NASA Goddard
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A Lua é a crónica mais completa e acessível das colisões de asteroides que esculpiram o nosso jovem Sistema Solar, e um grupo de cientistas está a desafiar a nossa compreensão de uma parte da história da Terra.

O número de impactos de asteroides na Lua e na Terra aumentou duas a três vezes desde há cerca de 290 milhões de anos, relataram os investigadores num artigo científico publicado dia 18 de janeiro na revista Science.

A sua conclusão tem por base a primeira linha temporal compreensiva de grandes crateras na Lua formadas nos últimos mil milhões de anos, usando imagens e dados térmicos recolhidos pela sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. Quando os cientistas compararam a linha temporal da Lua com a linha temporal das crateras cá na Terra, descobriram que os dois corpos registaram a mesma história de bombardeamento de asteroides - uma que contradiz as teorias sobre a taxa de impacto da Terra.

Durante décadas os cientistas tentaram entender o ritmo a que os asteroides atingem a Terra estudando cuidadosamente as crateras de impacto nos continentes e usando datação radiométrica das rochas em seu redor para determinar as idades das maiores e, portanto, das mais intactas. O problema é que muitos especialistas assumiram que as primeiras crateras da Terra foram desgastadas pelo vento, pelas tempestades e por outros processos geológicos. Esta ideia explicava por que a Terra tem menos crateras mais antigas do que o esperado em comparação com outros corpos no Sistema Solar, mas tornou difícil a determinação de uma taxa de impacto precisa e determinar se havia mudado com o tempo.

Uma maneira de contornar este problema é através do estudo da Lua. A Terra e a Lua são atingidas nas mesmas proporções ao longo do tempo. Em geral, devido ao seu tamanho maior e gravidade mais alta, cerca de vinte asteroides atingem a Terra por cada um que atinge a Lua, embora os grandes impactos em ambos os corpos sejam raros. Mas apesar das grandes crateras lunares terem sofrido pouca erosão ao longo de milhares de milhões de anos, e assim fornecerem aos cientistas um registo valioso, não havia como determinar as suas idades até que a LRO começou a orbitar a Lua há uma década.

"Sabemos, desde a exploração da Lua pelas Apollo há 50 anos, que a compreensão da superfície lunar é fundamental para revelar a história do Sistema Solar," disse Noah Petro, cientista do projeto LRO no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland. A LRO, juntamente com novos "landers" robóticos comerciais em parceria com a NASA, realçou Petro, vai informar o desenvolvimento e implantação de projetos de exploração lunar necessários para o regresso dos humanos à superfície da Lua e ajudar a preparar a agência para enviar astronautas a Marte.

"A LRO provou ser uma ferramenta científica inestimável," disse Petro. "Os seus instrumentos permitiram-nos retroceder no tempo, até às forças que moldaram a Lua; como podemos ver, a revelação dos impactos de asteroides levou a descobertas inovadoras que mudaram a nossa visão da Terra."

 

A Lua como o espelho da Terra

O radiómetro térmico da LRO, chamado Diviner, disse aos cientistas quanto calor é irradiado da superfície da Lua, um fator crítico na determinação das idades das crateras. Ao observar esse calor irradiado durante a noite lunar, os cientistas podem calcular quanta superfície é coberta por rochas grandes e quentes, em comparação com o rególito mais frio e mais fino, também conhecido como solo lunar.

As grandes crateras formadas por impactos de asteroides nos últimos mil milhões de anos são cobertas por pedras e rochas, enquanto crateras mais antigas têm poucas rochas, mostram os dados do Diviner. Isto acontece porque os impactos escavam pedregulhos lunares que são "moídos" ao longo de dezenas de milhões de anos por uma chuva constante de meteoritos minúsculos.

Rebecca Ghent, coautora do artigo e cientista planetária na Universidade de Toronto e do Instituto de Ciência Planetária em Tucson, Arizona, EUA, calculou em 2014 a velocidade a que as rochas da Lua se decompõem em solo. O seu trabalho revelou uma relação entre a abundância de rochas grandes perto de uma cratera e a sua idade. Usando a técnica de Ghent, a equipa reuniu uma lista de idades de todas as crateras lunares com menos de mil milhões de anos.

"Foi uma tarefa meticulosa, ao início, estudar todos estes dados e mapear as crateras sem saber se chegaríamos a alguma conclusão ou não," acrescentou Sara Mazrouei, autora principal do artigo da Science que recolheu e analisou todos os dados para este projeto enquanto estudante de doutoramento na Universidade de Toronto.

O trabalho compensou, retornando várias descobertas inesperadas. Primeiro, a equipa descobriu que o ritmo de formação de crateras grandes na Lua foi duas a três vezes maior ao longo dos últimos 290 milhões de anos do que nos últimos 700 milhões de anos. A razão para este salto na taxa de impacto é desconhecida. Pode estar relacionado com grandes colisões que ocorreram há mais de 300 milhões de anos na cintura principal de asteroides entre Marte e Júpiter, destacaram os cientistas. Tais eventos podem criar detritos que podem atingir o Sistema Solar interior.

A segunda surpresa veio da comparação das idades das crateras grandes na Lua com as da Terra. O seu número e idades similares desafiam a teoria de que a Terra perdeu tantas crateras através da erosão que uma taxa de impacto não pode ser calculada.

"A Terra tem menos crateras antigas nas suas regiões mais estáveis não por causa da erosão, mas porque a taxa de impacto foi menor há cerca de 290 milhões de anos," comenta William Bottke, especialista em asteroides do SwRI (Southwest Research Institute) em Boulder, no estado norte-americano do Colorado, coautor do artigo científico.

Provar que menos crateras significa menos impactos - e não perda por erosão - representou um desafio formidável. No entanto, os cientistas encontraram fortes evidências que apoiam as suas descobertas através de uma colaboração com Thomas Gernon, cientista da Terra da Universidade de Southampton, Inglaterra, que trabalha com uma característica terrestre chamada tubos de kimberlito.

Estes tubos subterrâneos são vulcões há muito extintos que se estendem, em forma de cenoura, até alguns quilómetros abaixo da superfície. Os cientistas sabem muito sobre a idade e sobre a taxa de erosão dos tubos de kimberlito porque são amplamente minados à procura de diamantes. Estão também localizados em algumas das regiões com menos erosão da Terra, os mesmos locais onde encontramos crateras de impacto preservadas.

Gernon mostrou que os tubos de kimberlito formados desde há aproximadamente 650 milhões de anos não sofreram muita erosão, indicando que as grandes crateras de impacto mais jovens do que 650 milhões de anos, em terrenos estáveis, também devem estar intactas. "É assim que sabemos que essas crateras representam um registo quase completo," disse Ghent.

A equipa de Ghent, da qual também fez parte o astrónomo Alex Parker do SwRI, não foi a primeira a propor que a taxa de impacto de asteroides na Terra tinha flutuado ao longo dos últimos mil milhões de anos. Mas foi a primeira a mostrá-lo estatisticamente e a quantificar a taxa. Agora, a técnica da equipa pode ser usada para estudar as superfícies de outros planetas e para descobrir se também podem mostrar mais impactos.

Os achados da equipa relacionados com a Terra, entretanto, podem ter implicações para a história da vida, que é pontuada por eventos de extinção e por uma rápida evolução de novas espécies. Embora as forças que impulsionaram estes eventos sejam complicadas e possam incluir outras causas geológicas, como grandes erupções vulcânicas, combinadas com outros fatores biológicos, a equipa realça que os impactos de asteroides certamente desempenharam um papel nesta saga. A questão é saber se a mudança prevista nos impactos de asteroides está diretamente ligada a eventos que ocorreram há muito tempo na Terra.

 


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Uma imagem obtida em 2014 pela LRO que mostra duas crateras de tamanho idêntico no Mar da Tranquilidade. Têm ambas cerca de 500 metros de diâmetro. Uma está polvilhada com pedregulhos e a outra não. Esta discrepância é provavelmente devida à diferença de idades entre as duas crateras. A imagem tem aproximadamente 2 km de comprimento. Norte é para cima.
Crédito: NASA/GSFC/Universidade Estatal do Arizona
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NASA (comunicado de imprensa)
SwRI (comunicado de imprensa)
Universidade de Toronto (comunicado de imprensa)
Artigo científico (Science)
Science
Astronomy
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New Scientist
ScienceDaily
Scientific American
PHYSORG
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TIME
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euronews
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ars technica

Lua:
Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve 
Wikipedia

Terra:
Núcleo de Astronomia do Centro Ciência Viva do Algarve
Wikipedia

Lunar Reconnaissance Orbiter:
Página oficial
NASA
Wikipedia

Tubos de kimberlito:
Wikipedia
Kimberlito (Wikipedia)

 
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