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Registros do Passado Dinâmico na Lua

Amostra lunar sugere influências sobre interior agitado da lua

John Matson
Imagem: Nasa
Amostra lunar 10020 registra um antigo campo magnético na Lua. 

A lua de hoje é um orbe estático com pouca ou nenhuma atividade interna; para todos os propósitos, ela parece ser um pedaço morto e poeirento de planeta. Mas há bilhões de anos, a lua pode ter sido palco de muito mais dinamismo – literalmente.

Um novo estudo de uma rocha lunar coletada por Neil Armstrong e Buzz Aldrin durante sua missão Apollo 11 indica que a lua antiga tinha um dínamo – um núcleo fluído convectivo, muito parecido com o da Terra, que  produz um campo magnético global. A idade da rocha implica que o dínamo lunar ainda funcionava há mais ou menos 3,7 bilhões de anos, cerca de 800 milhões de anos após a formação da lua.

Isso é mais tempo do que seria esperado se o dínamo lunar fosse alimentado principalmente pela agitação natural de um interior derretido em resfriamento, como é o caso da Terra. O pequeno núcleo da lua deveria ter se resfriado rapidamente e posto um fim a qualquer campo magnético gerado por dínamo em poucas centenas de milhões de anos. Então pesquisadores podem ter que explorar explicações alternativas para como um dínamo poderia ser mantido – explicações que se afastam do pensamento de o interior da lua ter a mesma geofísica que o da Terra.

 Um problema padrão: um dínamo como o da Terra “teria desaparecido muito, muito antes de 3,7 bilhões de anos atrás”, aponta Erin Shea, aluna de pós-graduação em geologia no Massachusetts Institute of Technology e principal autora de um estudo publicado no volume de 27 de janeiro da Science. “Temos que começar a pensar em coisas novas que geram um dínamo lunar”.

 As primeiras pistas de que a lua tinha um dínamo vieram de várias amostras lunares que parecem registrar a presença de um campo magnético no momento de sua formação. Especificamente, o campo magnético fica preso em partículas metálicas de orientações semelhantes. Mas parte desse magnetismo poderia ser explicada por campos magnéticos de vida curta, em vez de um dínamo. Um impacto de meteoro, por exemplo, poderia imprimir uma assinatura magnética em rochas próximas.

Então, pesquisadores que investigam se a lua tinha um campo magnético mais duradouro procuram evidências de paleomagnetismo lunar registrado em rochas que se formaram lentamente na presença desse campo. Essas rochas de lento resfriamento permaneceriam quase inalteradas pelos campos magnéticos transitórios que iam e vinham durante a solidificação. Shea e seus colegas basearam seu estudo em uma rocha coletada em 20 de julho de 1969, o dia em que a humanidade deu seu primeiro “passo gigante” na superfície lunar. A amostra é basalto de erupções vulcânicas do início da história geológica lunar, e teria demorado aproximadamente duas semanas para esfriar – cerca de 10 vezes mais do que se esperaria que um campo magnético de vida curta produzido por um impacto persistisse.

Usando um magnetômetro de alta resolução, os pesquisadores descobriram que a amostra lunar de fato se formou na presença de um campo magnético, talvez tão forte quanto o da Terra atualmente. “O que essa amostra nos diz é que, em algum momento, a lua teve um dínamo”, explica Shea. “Esse campo magnético durou muito mais do que pensávamos anteriormente”.

Um estudo paleomagnético semelhante, de 2009, publicado por alguns dos coautores de Shea, demonstrou a presença de um dínamo lunar há cerca de 4,2 bilhões de anos. Isso fica na extremidade do que seria possível com um dínamo parecido com o da Terra, movido apenas por um interior em resfriamento. “Mesmo assim, não é nada trivial”, lembra Ian Garrick-Bethell, cientista planetário da University of California, Santa Cruz (U.C.S.C.), que foi o principal autor do estudo de 2009.

“É bom porque essa amostra também é muito pura, como a amostra anterior que eu tinha estudado”, aponta Garrick-Bethell. Ele observa que a nova amostra não foi apenas lentamente resfriada, mas que também não mostra evidências de impacto e reaquecimento desde sua formação inicial. “Isso é um gravador de campos magnéticos de alta qualidade”, compara Garrick-Bethell. “Se essa amostra tiver qualquer magnetização restante, combinada com sua natureza pura, isso sugere que de fato havia um dínamo”.

A evidência a favor de um dínamo produziu a crença de que pesquisadores estão investigando o que poderia mover um interior lunar agitado durante escalas de tempo tão longas. “Parece-me quase inescapável que um dínamo de vida longa já existiu”, declara o cientista planetário da U.C.S.C., Francis Nimmo.

Ele e seus colegas publicaram um estudo na Nature do ano passado, argumentando que o arrasto gravitacional da Terra poderia ter alterado o eixo de rotação da lua o suficiente para fazer sua camada sólida exterior e seu núcleo fluído rodarem de maneira diferente. Isso poderia ter agitado o interior lunar para manter um dínamo rodando até cerca de 2,7 bilhões de anos atrás. Outro artigo do mesmo periódico observou que grandes impactos também poderiam alterar a rotação lunar o bastante para energizar um dínamo. Se esse for o caso, observa Nimmo, a operação do dínamo teria sido algo intermitente. (Scientific American é parte do Nature Publishing Group).

O novo estudo parece implicar que algum mecanismo desse tipo existia. “Certamente existem dificuldades para sustentar um dínamo convencional há 3,7 bilhões de anos”, admite Nimmo. “Alguma explicação mais exótica – como forças orbitais ou impactos – parece ser necessária”. 

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