A Lua está enferrujando e os pesquisadores querem saber por quê

 Caros Leitores;

A Lua vista pelo Mariner 10 da NASA em 1973, bem antes que a pesquisa encontrasse sinais de ferrugem na superfície sem ar.

Créditos: NASA / JPL / Northwestern University

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Embora nossa Lua não tenha ar, pesquisas indicam a presença de hematita, uma forma de ferrugem que normalmente requer oxigênio e água. Isso deixou os cientistas confusos.

Marte é conhecido por sua ferrugem. O ferro em sua superfície, combinado com água e oxigênio do passado antigo, dá ao Planeta Vermelho sua tonalidade. Mas os cientistas ficaram recentemente surpresos ao encontrar evidências de que nossa Lua sem ar também está enferrujada.

Um novo artigo da Science Advances analisa dados do orbital Chandrayaan-1 da Organização de Pesquisa Espacial Indiana, que descobriu gelo de água e mapeou uma variedade de minerais enquanto pesquisava a superfície da Lua em 2008. O autor principal Shuai Li, da Universidade do Havaí, estudou isso água extensivamente em dados do instrumento Moon Mineralogy Mapper de Chandrayaan-1, ou M 3 , que foi construído pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia. A água interage com a rocha para produzir uma diversidade de minerais, e o M 3 detectou espectros - ou luz refletida em superfícies - que revelaram que os polos da Lua tinham uma composição muito diferente do resto.

As áreas azuis nesta imagem composta do Moon Mineralogy Mapper (M3) a bordo do orbitador Chandrayaan-1 da Indian Space Research Organization mostram a água concentrada nos polos lunares. Observando os espectros de rochas ali, o pesquisador encontrou sinais de hematita, uma forma de ferrugem.

Créditos: ISRO / NASA / JPL-Caltech / Brown University / USGS

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Intrigado, Li se concentrou nesses espectros polares. Embora a superfície da Lua esteja repleta de rochas ricas em ferro, ele ficou surpreso ao encontrar uma correspondência próxima com a assinatura espectral da hematita. O mineral é uma forma de óxido de ferro, ou ferrugem, produzida quando o ferro é exposto ao oxigênio e à água. Mas a Lua não deveria ter oxigênio ou água líquida, então como pode estar enferrujando?

Mistério do metal

O mistério começa com o vento solar, uma corrente de partículas carregadas que sai do Sol, bombardeando a Terra e a Lua com hidrogênio. O hidrogênio torna mais difícil a formação de hematita. É o que é conhecido como redutor, o que significa que adiciona elétrons aos materiais com os quais interage. Isso é o oposto do que é necessário para fazer hematita: para o ferro enferrujar, é necessário um oxidante, que remove os elétrons. E embora a Terra tenha um campo magnético protegendo-a desse hidrogênio, a Lua não tem.

"É muito intrigante", disse Li. "A Lua é um ambiente terrível para a formação de hematita". Então, ele recorreu aos cientistas do JPL, Abigail Fraeman e Vivian Sun, para ajudá-lo a examinar os dados do M 3 e confirmar sua descoberta de hematita.

"No início, eu não acreditei totalmente. Não deveria existir com base nas condições presentes na Lua", disse Fraeman. "Mas desde que descobrimos água na Lua, as pessoas têm especulado que poderia haver uma variedade maior de minerais do que imaginamos se a água tivesse reagido com as rochas".

Depois de dar uma olhada mais de perto, Fraeman e Sun ficaram convencidos de que os dados de M 3 realmente indicam a presença de hematita nos polos lunares. "No final, os espectros eram convincentemente portadores de hematita, e precisava haver uma explicação para o motivo de estar na Lua", disse Sun.

Três Ingredientes Principais

Seu artigo oferece um modelo em três frentes para explicar como a ferrugem pode se formar em tal ambiente. Para começar, embora a Lua não tenha atmosfera, ela é, na verdade, o lar de vestígios de oxigênio. A fonte desse oxigênio: nosso planeta. O campo magnético da Terra segue atrás do planeta como uma biruta . Em 2007, o orbitador Kaguya do Japão descobriu que o oxigênio da alta atmosfera da Terra pode pegar uma carona nesta cauda magnética, como é oficialmente conhecida, viajando 239.000 milhas (385,00 quilômetros) até a Lua.

Essa descoberta se ajusta aos dados do M 3 , que encontrou mais hematita no lado próximo da Lua voltado para a Terra do que no outro lado. "Isso sugere que o oxigênio da Terra pode estar conduzindo a formação de hematita", disse Li. A Lua está se afastando da Terra há bilhões de anos, então também é possível que mais oxigênio tenha saltado por essa fenda quando os dois estavam mais próximos no passado antigo.

Depois, há a questão de todo aquele hidrogênio sendo entregue pelo vento solar. Como redutor, o hidrogênio deve evitar a ocorrência de oxidação. Mas a cauda magnética da Terra tem um efeito mediador. Além de transportar oxigênio para a Lua de nosso planeta natal, ele também bloqueia mais de 99% do vento solar durante certos períodos da órbita da Lua (especificamente, sempre que estiver na fase de Lua cheia). Isso abre janelas ocasionais durante o ciclo lunar, quando a ferrugem pode se formar.

A terceira peça do quebra-cabeça é a água. Embora a maior parte da Lua esteja completamente seca, o gelo de água pode ser encontrado em crateras lunares sombreadas no lado oposto da Lua. Mas a hematita foi detectada longe daquele gelo. Em vez disso, o artigo concentra-se nas moléculas de água encontradas na superfície lunar. Li propõe que as partículas de poeira em movimento rápido que regularmente atingem a Lua poderiam liberar essas moléculas de água da superfície, misturando-as com o ferro do solo lunar. O calor desses impactos pode aumentar a taxa de oxidação; as próprias partículas de poeira também podem transportar moléculas de água, implantando-as na superfície para que se misturem com o ferro. Durante os momentos certos - ou seja, quando a Lua está protegida do vento solar e o oxigênio está presente - pode ocorrer uma reação química que induz a ferrugem.

Mais dados são necessários para determinar exatamente como a água está interagindo com as rochas. Esses dados também podem ajudar a explicar outro mistério: por que quantidades menores de hematita também estão se formando no lado oposto da Lua, onde o oxigênio da Terra não deveria ser capaz de alcançá-la.

Mais ciência por vir

Fraeman disse que este modelo também pode explicar a hematita encontrada em outros corpos sem ar, como asteroides. "Pode ser que pequenos pedaços de água e o impacto das partículas de poeira estejam permitindo que o ferro enferruje nesses corpos", disse ela.

Li observou que é um momento emocionante para a ciência lunar. Quase 50 anos desde o último pouso da Apollo, a Lua voltou a ser um destino importante. A NASA planeja enviar dezenas de novos instrumentos e experimentos de tecnologia para estudar a Lua no início do próximo ano, seguido por missões humanas começando em 2024, tudo como parte do programa Artemis .

O JPL também está construindo uma nova versão do M 3 para um orbitador chamado Lunar Trailblazer. Um de seus instrumentos, o Mapeador de Lua de Minerais e Voláteis de Alta Resolução (HVM 3 ), mapeará o gelo de água em crateras permanentemente sombreadas na Lua e poderá revelar novos detalhes sobre a hematita também.

"Eu acho que esses resultados indicam que há processos químicos mais complexos acontecendo em nosso Sistema Solar do que foi reconhecido anteriormente", disse Sun. "Podemos entendê-los melhor enviando futuras missões à Lua para testar essas hipóteses".

Andrew Good

Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Califórnia

818-393-2433

andrew.c.good@jpl.nasa.gov

Alana Johnson / Gray Hautaluoma
Sede da NASA, Washington
202-672-4780 / 202-358-0668
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Fonte: NASA /  Editor: Tony Greicius / 04-09-2020      

https://www.nasa.gov/feature/jpl/the-moon-is-rusting-and-researchers-want-to-know-why

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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Membro da Society for Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).

Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´sRadiant Energy System) administrado pela NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.

Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.

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