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Uma investigação in situ no outro lado da Lua identificou materiais que podem ter se originado do manto lunar. Os resultados podem levar a melhores modelos de como a Lua se formou e evoluiu.
A Lua é um pequeno corpo planetário que se separou em uma crosta, um manto e um núcleo, mas não foi perturbado pela tectônica de placas. É, portanto, de tremendo valor para compreender a evolução dos interiores planetários. No entanto, a composição do manto lunar permanece incerta. Em janeiro, a espaçonave chinesa Chang'e-4 aterrissou em uma grande cratera de impacto no outro lado da Lua e posicionou seu jipe, o Yutu2. Escrevendo na Nature , Li et al. 1 usam observações espectrais de Yutu2 para inferir a presença de olivina e piroxena de baixo cálcio - minerais que podem ter se originado no manto lunar.
Semelhante aos outros corpos internos do Sistema Solar, acredita-se que a Lua tenha passado por uma fase de magma-oceano, na qual foi parcialmente ou completamente fundida.
Quando o oceano de magma se solidificou, densos minerais máficos (ricos em magnésio e ferro), como olivina e piroxena de baixo cálcio, cristalizaram-se na base do oceano. Depois que três quartos do oceano se solidificaram, minerais menos densos, como o plagioclásio (silicato de alumínio), flutuaram para a superfície, o que levou à formação de uma crosta nas terras altas composta principalmente de plagioclásio rico em cálcio. E no final da solidificação do oceano, os minerais enriquecidos em elementos que foram os últimos a entrar na fase sólida cristalizaram-se abaixo da crosta. Este processo, portanto, induziu a estratificação radial - uma série de camadas composicionalmente distintas - no interior lunar.
Apesar das variações regionais na crosta da Lua, a composição e mineralogia observadas em regiões de superfície distintas, chamadas de terrenos lunares - como revelado por sensores em satélites em órbita e por amostras devolvidas à Terra - são consistentes com este modelo de formação conceitualmente simples. No entanto, as características do manto lunar, especialmente em termos de composição, estrutura e estratificação, permanecem incertas e mal documentadas. Surpreendentemente, a espaçonave Apollo da NASA e as sondas Luna da União Soviética, que pousaram no lado mais próximo da Lua (Fig. 1a), não devolveram amostras do manto lunar.
Figura 1 | Desembarques suaves da Lua e topografia lunar. a , Missões anteriores à Lua aterrissaram no lado mais próximo. Os pontos coloridos representam locais de pouso de espaçonaves lançadas por vários países. A escala de cores mostra a altitude da superfície lunar.b , Em janeiro, a nave chinesa Chang'e-4 fez história pousando em uma grande cratera de impacto no lado oposto da Lua. Li et al. 1 usam observações espectrais do Yutu2, o rover de Chang'e-4, para identificar possíveis materiais derivados do manto. Os locais dos desembarques lunares passados são retirados de go.nature.com/2vcecx7 .
Com a implementação bem-sucedida do satélite de comunicações Queqiao, em maio de 2018, o Programa de Exploração Lunar da China abriu o caminho para missões de exploração de superfície e retorno de amostras in situ no lado lunar. A mais antiga e maior estrutura da Lua - a Bacia do Polo Sul-Aitken, com cerca de 2.500 quilômetros de diâmetro - está localizada no lado oposto do corpo planetário. O tamanho desta estrutura e a espessura regional da crosta (estimada pela missão 6 da GRAA da NASA ) sugerem que ela poderia ter sido produzida por um evento de impacto que penetrou na crosta e no interior da Lua, escavando o material do manto lunar e distribuindo-o na superfície da Lua. Consequentemente, in situ A exploração da Bacia do Polo Sul-Aitken tem sido defendida por cientistas internacionalmente.
Li e seus colegas descrevem os resultados obtidos pelo Chang'e-4, que pousou na cratera de Von Kármán, com 186 km de diâmetro, no piso da Bacia do Polo Sul-Aitken (Figura 1b). Suas descobertas baseiam-se nos espectros de luz refletida que foram registrados por Yutu2 ao atravessar a Cratera Von Kármán. Os autores relatam a detecção de materiais nas proximidades do local de pouso de Chang'e-4 que diferem acentuadamente da maioria das amostras obtidas da superfície da Lua. Em particular, os materiais contêm componentes máficos que parecem ser dominados por uma mistura de olivina e piroxena com baixo teor de cálcio.
Os autores sugerem que esses componentes representam materiais profundamente arraigados, potencialmente do manto lunar, que foram escavados quando a Bacia do Pólo Sul-Aitken se formou e, em seguida, possivelmente, redistribuídos como material ejetado do evento de impacto associado à criação das proximidades. Cratera Finsen com diâmetro de Com base nessas observações, o manto superior da Lua pode ser composto predominantemente por olivina e piroxênio com baixo teor de cálcio.
Os métodos e ferramentas que Li et al. As análises espectroscópicas foram utilizadas com grande cuidado, e a detecção dos minerais pelos autores é altamente confiável. Mas a determinação precisa das abundâncias minerais relativas nas assembleias minerais - que podem incluir pequenas quantidades de plagioclásio e piroxena com alto teor de cálcio - é uma questão contenciosa, devido à natureza complexa das características espectrais que se sobrepõem aos minerais. Mais esforços de modelagem certamente serão necessários, com foco na distribuição de tamanho de grãos minerais, para obter uma avaliação bem restrita da composição da olivina .
Em trabalhos futuros, Li et al. deve caracterizar no local de pouso não apenas amostras de solo, mas também amostras de rochas. Essa tarefa poderia ser realizada por meio de uma abrangente exploração in situ da área que circunda o local de pouso Chang'e-4, com a aquisição de espectros de refletância de alvos de leito de rocha selecionados. Essa exploração também é crucial para documentar melhor o contexto geológico dos materiais detectados, para que questões em potencial que possam questionar a interpretação dos autores de seus resultados possam ser abordadas. Essas questões incluem a possibilidade de que o impacto que criou a Bacia do Polo Sul-Aitken levou à formação de uma enorme camada de rocha derretida que tem dezenas de quilômetros de espessura e possui camadas composicionalmente distintas. Outra complexidade poderia surgir da colocação regional, após a formação da Bacia do Polo Sul-Aitken, da criptomatia (fluxos de lava enterrados por ejeção de cratera subsequente).
No entanto, os resultados de Li e colegas são emocionantes e podem ter implicações consideráveis na caracterização da composição do manto superior da Lua e por estabelecer restrições às características do oceano magma lunar que teriam variado com o tempo. Tais características incluem a profundidade do oceano, sua taxa de resfriamento e sua taxa de evolução - a última das quais é controlada pela viscosidade do magma, pelos processos de convecção e pelo subsequente desenvolvimento de instabilidade. Em um sentido mais amplo, as descobertas dos autores também podem afetar nossa compreensão da formação e evolução dos interiores planetários. É de suma importância avançar para desmembrar a geologia do lado lunar, expandindo nosso conhecimento fundamental da formação da Lua e a origem da assimetria crustal que existe entre seus lados próximos e distantes, e preparando o futuro retorno da amostra. missões.
Fonte: Nature / 15-05-2019
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Pesquisador Independente na Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e
Climatologia).
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´s Radiant
Energy System) administrado pela NASA.
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.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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