Diferenças entre o lado visível e o lado oculto da Lua ligadas a antigo impacto colossal

A face que a Lua mostra à Terra parece muito diferente daquela que esconde no seu lado oculto. O lado visível é dominado pelos mares lunares – os vastos remanescentes escuros de fluxos de lava antiga. Por outro lado, a face oculta, altamente craterada, está praticamente desprovida de mares em grande escala. A razão pela qual os dois lados são tão diferentes é um dos mistérios mais duradouros da Lua.

Agora, investigadores têm uma nova explicação para as duas faces da Lua – uma que se relaciona com um impacto gigantesco, há milhares de milhões de anos, perto do polo sul da Lua.

Um novo estudo publicado na revista Science Advances mostra que o impacto que formou a gigantesca bacia do polo sul-Aitken (BPSA) teria criado uma enorme pluma de calor que se propagou através do interior lunar. Essa pluma teria transportado certos materiais – um conjunto de elementos raros e produtores de calor – para o lado visível da Lua. Essa concentração de elementos teria contribuído para o vulcanismo que criou as planícies vulcânicas da face que nos é bastante conhecida.

“Sabemos que grandes impactos como o que formou a BPSA teriam criado muito calor,” disse Matt Jones, candidato a doutoramento na Universidade de Brown e autor principal do estudo. “A questão é como é que esse calor afetou a dinâmica interior da Lua. O que mostrámos é que sob quaisquer condições plausíveis na altura em que a BPSA se formou, ela acaba por concentrar estes elementos produtores de calor no lado visível. Esperamos que isto tenha contribuído para o derretimento do manto que produziu os fluxos de lava que vemos à superfície.”

O estudo foi uma colaboração entre Jones e o seu orientador Alexander Evans, professor assistente na Brown, juntamente com investigadores da Universidade de Purdue, do LPL (Lunar and Planetary Science Laboratory) no estado norte-americano do Arizona, da Universidade de Stanford e do JPL da NASA.

As diferenças entre o lado visível e o lado oculto da Lua foram reveladas pela primeira vez na década de 1960 pelas missões soviéticas Luna e pelo programa Apollo. Embora as diferenças nos depósitos vulcânicos sejam evidentes, as missões posteriores revelariam também diferenças na composição geoquímica. A face visível é o lar de uma anomalia composicional conhecida como PKT (Procellarum KREEP terrane) – uma concentração de potássio (K), elementos raros (REE, “rare earth elements” em inglês), fósforo (P), juntamente com elementos produtores de calor como o tório. A anomalia PKT parece estar concentrada no Oceano das Tormentas (Oceanus Procellarum) e à sua volta, a maior das planícies vulcânicas do lado visível, mas é esparsa noutros locais da Lua.

Alguns cientistas suspeitaram uma ligação entre a anomalia PKT e os fluxos de lava da face visível, mas permanecia a questão de porque é que esse conjunto de elementos estava concentrado no lado visível. Este novo estudo fornece uma explicação que está ligada à BPSA, a segunda maior cratera de impacto conhecida no Sistema Solar.

Para o estudo, os investigadores realizaram simulações por computador de como o calor gerado por um impacto gigantesco alteraria os padrões de convecção no interior da Lua, e como isso poderia redistribuir o material KREEP no manto lunar. Pensa-se que o material KREEP represente a última parte do manto a solidificar após a formação da Lua. Como tal, provavelmente formou a camada mais exterior do manto, logo abaixo da crosta lunar. Os modelos do interior lunar sugerem que deveria ter sido mais ou menos uniformemente distribuído sob a superfície. Mas este novo modelo mostra que a distribuição uniforme seria perturbada pela pluma de calor do impacto da BPSA.

De acordo com o modelo, o material KREEP teria “surfado” a onda de calor emanada da zona de impacto da BPSA como um surfista. À medida que a pluma de calor se espalhava sob a crosta da Lua, esse material acabou por ser entregue em massa ao lado visível. A equipa efetuou simulações para vários cenários de impacto diferentes, desde um impacto de frente a um impacto de lado. Apesar de cada um produzir padrões diferentes de calor e de mobilizar o material KREEP em diferentes graus, todos criaram concentrações deste conjunto de elementos no lado visível, consistentes com a anomalia PKT.

Os cientistas dizem que o trabalho fornece uma explicação credível para um dos mistérios mais duradouros da Lua.

“A formação da anomalia PKT é sem dúvida a questão em aberto mais significativa da ciência lunar,” disse Jones. “E o impacto que criou a bacia do polo sul-Aitken é um dos acontecimentos mais significativos da história lunar. Este trabalho junta estas duas coisas e penso que os nossos resultados são realmente excitantes.”

// Universidade de Brown (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Science Advances)

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EurekAlert!
ScienceDaily
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Lua:
Wikipedia
Bacia do polo sul-Aitken (Wikipedia)
Anomalia PKT (Wikipedia)
Oceano das Tormentas (Wikipedia)