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DENTRO DAS ESCURAS CRATERAS POLARES DA LUA, A ÁGUA NÃO É TÃO INVENCÍVEL COMO SE ESPERAVA
26 de julho de 2019

 


Uma cratera lunar permanentemente à sombra.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA

 

A região do polo sul da Lua abriga alguns dos ambientes mais extremos do Sistema Solar: é inimaginavelmente fria, com muitas crateras e possui áreas que ou são constantemente banhadas pela luz do Sol ou estão constantemente à sombra. É exatamente por isso que a NASA pretende enviar para lá astronautas, em 2024, como parte do seu programa Artemis.

A característica mais sedutora desta região mais a sul são as crateras, algumas das quais nunca veem a luz do dia chegar ao chão. A razão para isto é o baixo ângulo da luz solar que atinge a superfície nos polos. Para uma pessoa no polo sul lunar, o Sol apareceria no horizonte, iluminando a superfície de lado e, assim, roçando principalmente as orlas de algumas crateras, deixando os interiores profundos à sombra.

Como resultado da escuridão permanente, a sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA mediu as temperaturas mais baixas do Sistema Solar dentro destas crateras, que se tornaram conhecidas como ambientes perfeitos para preservar, durante muito tempo, material como água. Ou assim pensávamos.

Acontece que, apesar das temperaturas atingirem -233º C e, presumivelmente, poderem manter gelo no solo virtualmente para sempre, a água está a escapar lentamente da camada superfina (mais fina do que a largura de um glóbulo vermelho) da superfície da Lua. Os cientistas da NASA relataram esta descoberta recentemente num artigo publicado na revista Geophysical Research Letters.

"As pessoas pensam que algumas destas áreas nas crateras polares capturam água e não fazem mais nada," disse William M. Farrell, físico de plasma do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland, que liderou a investigação sobre esta geada lunar. "Mas há partículas de vento solar e meteoroides que atingem a superfície, e podem criar reações que tipicamente ocorrem a temperaturas mais quentes. Isto é algo que não foi enfatizado."

Ao contrário da Terra, que tem uma atmosfera opulenta, a Lua não tem atmosfera para proteger a sua superfície. Assim, quando o Sol pulveriza partículas carregadas conhecidas como vento solar pelo Sistema Solar, algumas bombardeiam a superfície da Lua e expelem moléculas de água que saltam para novos locais.

Da mesma forma, os meteoroides rebeldes colidem constantemente com a superfície e desenraízam o solo misturado com pedaços de água gelada. Os meteoroides podem lançar essas partículas de solo - que são muitas vezes mais pequenas do que a largura de um fio de um cabelo humano - até 30 quilómetros do local do impacto, dependendo do tamanho do meteoroide. As partículas podem viajar para tão longe porque a Lua tem uma gravidade baixa e não tem ar para atrasar as coisas: "De modo que de cada vez que temos um destes impactos, uma camada muito fina de grãos de gelo é espalhada pela superfície, exposta ao calor do Sol e ao ambiente espacial, e eventualmente são sublimados ou perdidos para outros processos ambientais," disse Dana Hurley, cientistas planetária do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins em Laurel, Maryland, EUA.

Os autores do estudo salientam que, embora seja importante considerar que, mesmo nas crateras à sombra, a água esteja lentamente a escapar, é possível que a água também esteja a ser adicionada. Os cometas gelados que colidem com a Lua, mais o vento solar, podem estar a reabastecer como parte de um ciclo global da água; isto é algo que os cientistas estão a tentar descobrir. Além disso, não se sabe exatamente quanta água lá está. Será que está apenas à superfície da Lua ou que se estende profundamente na crosta?

De qualquer forma, a camada superior do piso das crateras polares está a ser retrabalhado ao longo de milhares de anos, segundo cálculos por Farrell, Hurley e pela sua equipa. Portanto, as fracas regiões de geada que os cientistas detetaram nos polos usando instrumentos como o LAMP (Lyman Alpha Mapping Project) da LRO podem ter apenas 2000 anos, em vez de milhões ou milhares de milhões de anos como alguns podiam esperar, estimou a equipa de Farrell. "Não podemos pensar nestas crateras como pontos mortos gelados," observou.

Para confirmar os cálculos da sua equipa, disse Farrell, um futuro instrumento capaz de detetar vapor de água deverá encontrar, acima da superfície da Lua, uma a 10 moléculas de água por centímetro cúbico que foram libertadas por impactos.

As boas notícias para a exploração lunar futura

Para a exploração e para a ciência do futuro, a dispersão de partículas de água pode ser uma ótima notícia. Significa que os astronautas podem não precisar de se sujeitar, e aos seus instrumentos, ao ambiente hostil dos pisos das crateras à sombra, a fim de encontrar um solo rico em água - podem encontrá-lo em regiões próximas e ensolaradas.

"Esta investigação está a dizer-nos que os meteoroides estão a fazer parte do trabalho por nós e a transportar material dos lugares mais frios para algumas das regiões limítrofes onde os astronautas podem aceder com um veículo movido a energia solar," disse Hurley. "Também está a dizer-nos que o que precisamos de fazer é alcançar a superfície de uma destas regiões e obter alguns dados em primeira mão sobre o que está a acontecer."

Chegar à superfície lunar tornaria muito mais fácil a avaliação da quantidade de água na Lua. Porque a identificação da água de longe, particularmente em crateras permanentemente à sombra, é uma tarefa complexa. A principal maneira de os cientistas encontrarem água é através de instrumentos que podem identificar elementos químicos com base na luz que refletem ou absorvem. "Mas, para isso, precisamos de uma fonte de luz," disse Hurley. "E, por definição, estas regiões permanentemente à sombra, não têm uma forte fonte de luz."

Entendendo o ambiente da água na Lua

Até que os astronautas da NASA voltem à Lua para escavar algum solo, ou a agência envie novos instrumentos para perto da superfície a fim de detetar moléculas flutuantes de água, a teoria da equipa de investigação sobre a influência de meteoroides no ambiente dentro de crateras permanentemente à sombra pode ajudar em alguns dos mistérios que rodeiam a água da Lua. Já ajudou os cientistas a entender se a água da superfície superior é nova ou antiga, ou como pode migrar pela Lua. Outra coisa que os impactos de meteoroides no chão das crateras podem ajudar a explicar é o porquê de os cientistas estarem a encontrar fragmentos de gelo fino diluído em rególito, ou solo lunar, em vez de blocos de água gelada pura.

Embora as questões sobre a água sejam abundantes, é importante lembrar, disse Farrell, que foi apenas na última década que os cientistas encontraram evidências de que a Lua não é uma rocha seca e morta, como muitos assumiam há muito tempo. A LRO, com as suas milhares de órbitas e 1 petabyte de dados científicos transmitidos (equivalente a cerca de 200.000 filmes de longa-metragem transmitidos online em alta definição), tem sido fundamental. O mesmo acontece com o LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite), que revelou água gelada depois de cair propositadamente na cratera Cabeus em 2009 e de libertar uma nuvem de material preservado no fundo da cratera, material este que incluía água.

"Nós suspeitávamos que havia água nos polos e tivemos a certeza com o LCROSS, mas agora temos evidências de que há água a latitudes médias," acrescentou Farrell. "Também temos evidências de que há água proveniente de impactos de meteoroides e temos medições de geada. Mas a questão é: como é que todas estas fontes de água estão relacionadas?"

Esta é uma pergunta que Farrell e colegas estão mais próximos de responder do que nunca.

 


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Meteoroides que atingem a superfície da Lua.
Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA


Mapa de gravidade com base em dados transmitidos pela missão GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) da NASA, sobreposta sobre terreno com base em dados do altímetro e da câmara da sonda LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) da NASA. A imagem mostra o sul em cima, com o polo sul perto do horizonte em cima à esquerda. O terminador atravessa o limite este da bacia Schrödinger. O vermelho corresponde a excessos de massa e o azul a défices de massa.
Crédito: Scientific Visualization Studio da NASA


Esta animação mostra evidências de altas concentrações de hidrogénio no polo sul da Lua. Em 1998, a missão Lunar Prospector da NASA identificou hidrogénio na Lua, evidências de potenciais depósitos de gelo. Como pode ver na animação, os dados da Prospector mostraram significativamente mais hidrogénio (azul) no polo sul da Lua.
Crédito: Scientific Visualization Studio do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA


// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Geophysical Research Letters)

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Lua:
CCVAlg - Astronomia
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LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter):
Página oficial
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LCROSS:
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Wikipedia

Programa Artemis:
NASA
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