A missão Chandrayaan-3 da Índia encontrou evidências que apoiam a ideia de que a superfície lunar já esteve totalmente derretida.
Joshua Snape: Dados da recente missão Chandrayaan-3 da Índia apoiam a ideia de que um oceano de rocha derretida já cobriu a Lua. Os cientistas da missão publicaram as suas novas descobertas na revista Nature.
Em 23 de agosto de 2023, um módulo de pouso chamado Vikram pousou com sucesso na superfície lunar. Os controladores implantaram um veículo espacial chamado Pragyan, que estava guardado em Vikram, para explorar o local de pouso.
O local onde Vikram pousou foi mais ao sul da Lua e deu aos cientistas uma visão da geologia.
As medições de Pragyan descobriram que a mistura específica de elementos químicos no solo lunar (ou regolito) que rodeia a sonda era relativamente uniforme. Este regolito era composto principalmente de um tipo de rocha branca chamada anortosito ferroano.
Os cientistas dizem que a composição química do regolito lunar do polo sul é intermediária entre aquelas de amostras de dois locais na região equatorial da Lua: aquelas coletadas pelos astronautas no voo Apollo 16 dos EUA em 1972, e aquelas devolvidas à Terra pelo robô Luna- Missão 20, realizada pela União Soviética no mesmo ano.
A grande semelhança nas composições químicas de todas estas amostras, apesar de terem vindo de locais geográficos muito distantes na Lua, apoia a ideia de que um único oceano de magma cobriu a Lua no início da sua história.
Pensa-se que a Lua se formou quando um planeta do tamanho de Marte colidiu com a Terra, ejetando rocha que posteriormente se uniu para formar o único satélite do nosso planeta. Acredita-se que o oceano de magma lunar tenha estado presente desde a sua formação até dezenas ou centenas de milhões de anos depois.
O resfriamento e a cristalização deste oceano de magma eventualmente levaram às rochas anortosíticas ferroanas que constituem a crosta lunar.
Medições orbitais
Geologicamente, acredita-se que as terras altas lunares representem parcialmente a antiga crosta lunar. Chandrayaan-3, Apollo 16 e Luna 20 pousaram em regiões montanhosas, permitindo comparações. Como tal, apresentou uma oportunidade para testar as previsões da teoria de que a Lua estava coberta por um oceano global de rocha líquida - conhecido como modelo do oceano de magma lunar (LMO).
Os autores destacam como as suas medições mostram a uniformidade na composição da superfície da Lua ao longo de várias dezenas de metros onde o rover estava operando.
Medições de "verdade terrestre" como essas são cruciais para a interpretação de observações feitas por espaçonaves em órbita. Por exemplo, os autores compararam estes resultados com dados de duas missões lunares indianas anteriores, Chandrayaan-1 e -2, que mediram a superfície lunar a partir da órbita.
A consistência entre estas medições anteriores da nave espacial e as feitas pelo rover Pragyan dá uma nova confiança aos conjuntos de dados orbitais. Os dados orbitais sugerem que a superfície lunar nesta região é uniforme na sua composição química numa área de vários quilômetros.
Estas medições também são inestimáveis quando se trata de interpretar meteoritos lunares. Estas são amostras de rocha ejetadas da superfície lunar para o espaço quando uma rocha espacial colide com a Lua.
Esses fragmentos de rocha podem mais tarde entrar na atmosfera terrestre e alguns até atingir o solo. Estas representam amostras fantásticas, pois a natureza aleatória em que são lançadas de diferentes partes da Lua significa que recebemos amostras de áreas não visitadas por missões anteriores.
No entanto, precisamente por causa deste modo aleatório de amostragem, é difícil saber de onde vieram na Lua, o que nos impede de colocá-los no seu contexto adequado. Assim, as medições do rover Pragyan ajudam-nos a construir uma imagem de como são as diferentes regiões da Lua e como as nossas amostras de meteoritos se comparam.
Lado próximo e lado distante
O modelo do oceano de magma lunar foi concebido pela primeira vez após o retorno de amostras da missão Apollo 11. Essa missão aterrou numa área dominada por rocha basáltica escura (pense no material produzido por vulcões na Islândia ou no Havai). No entanto, os pesquisadores da época notaram que os solos do Apollo 11 também continham fragmentos de rocha branca, rica no mineral anortita, que recebeu o nome de anortosito ferroano.
Esta observação levou à sugestão de que a rocha branca representava pequenos fragmentos da antiga crosta lunar original. À medida que o oceano de magma esfriou, minerais mais densos, como a olivina e o piroxênio, afundaram para formar uma camada mais profunda chamada manto, enquanto o anortosito ferroano - sendo menos denso que o magma circundante - flutuou para formar a primeira crosta da Lua.
Desde que os modelos lunares originais do oceano de magma foram propostos, várias sugestões foram feitas para explicar complexidades adicionais sobre amostras lunares e observações geológicas da Lua de forma mais geral - por exemplo, o fato de que a crosta lunar próxima parece ser muito mais fina do que a do lado distante.
Da mesma forma, não está claro exatamente por que o lado mais próximo experimentou muito mais atividade vulcânica, resultando em ser dominado por vastas planícies de rocha basáltica escura, enquanto o lado mais distante parece compreender mais anortosito ferroano. Esta observação indica uma concentração mais elevada de certos minerais na crosta lunar do que a sugerida pelos modelos originais do oceano de magma lunar. Os autores sugerem que as suas medições podem representar uma composição mista da rocha anortosítica ferroana que compõe a antiga crosta lunar, juntamente com material das camadas subjacentes de rochas mais ricas em magnésio. Estas diferentes camadas de material teriam sido misturadas pela escavação de material durante a formação de crateras de impacto na Lua. Em particular, o local de pouso do Chandrayaan-3 provavelmente teria sido coberto por cerca de 1,5 a 2 km de rocha ejetada da chamada bacia de impacto "Polo Sul-Aitken" - uma depressão de 2.500 km de diâmetro na superfície que se acredita ter sido criado por um evento de impacto colossal no início da história da Lua.
Na tentativa de resolver estes problemas, os investigadores desenvolveram modelos detalhados para explicar como a crosta lunar se formou e foi posteriormente modificada por erupções vulcânicas e crateras de impacto. Alguns modelos previram múltiplas camadas na crosta lunar, com as rochas anortosíticas ferroanas no topo e mais rochas ricas em magnésio por baixo.
Curiosamente, a composição medida neste estudo não é a que seria de esperar do anortosito ferroano primitivo que se pensa ter compreendido as antigas crostas lunares. Em vez disso, contém mais magnésio.
Eventos posteriores de crateras de impacto teriam misturado e distribuído ainda mais este material, resultando no tipo de assinatura química medida pela missão Chandrayaan-3 neste estudo.