A enorme influência antiga associada às diferenças entre os lados próximo e distante da lua

A enorme influência antiga associada às diferenças entre os lados próximo e distante da lua

17 de julho de 2022 0 Por ucrhyan
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Um novo estudo revela que uma antiga colisão no pólo sul da lua alterou os padrões de convecção no manto lunar, concentrando-se em um grupo de elementos produtores de calor no lado próximo. Esses elementos desempenharam um papel na formação da vasta ferradura lunar visível da Terra.

Novas pesquisas mostram como o impacto da Bacia do Pólo Sul-Aitken da Lua está relacionado ao forte contraste na composição e aparência entre os dois lados da Lua.

A face que a Lua mostra para a Terra parece muito diferente daquela que ela esconde em seu lado mais distante. O lado próximo é dominado pelos persas lunares – os vastos restos de cor escura de antigos fluxos de lava. Por outro lado, o lado distante cheio de crateras é virtualmente desprovido de extensas características do mar. A razão para a grande diferença entre os dois lados é um dos mistérios mais duradouros da lua.

Agora, os pesquisadores têm uma nova explicação para a lua de duas faces – uma explicação relacionada a um impacto gigante há bilhões de anos perto do pólo sul da lua.

Um novo estudo publicado na Science Advances mostra que o impacto que formou a gigante South Pole-Aitken Basin (SPA) da lua teria criado uma enorme nuvem de calor se espalhando pelo interior da lua. Essa pluma conteria certos materiais – uma combinação de terras raras e elementos produtores de calor – bem como a lua próxima. Essa concentração de elementos pode ter contribuído para a atividade vulcânica que levou à criação das planícies vulcânicas próximas.

Depósitos vulcânicos extensos dominam o lado próximo da Lua (esquerda), enquanto o lado distante (direita) contém muito menos. A razão para a grande diferença entre os dois lados é o mistério da lua perpétua.

“Sabemos que grandes impactos como o que moldou o SPA criarão muito calor”, disse Matt Jones, Ph.D. Candidato da Brown University e principal autor do estudo. A questão é como essa temperatura afeta a dinâmica interna da Lua. O que mostramos é que sob quaisquer condições razoáveis no momento da formação do SPA, ele acaba concentrando esses elementos produtores de calor no lado próximo. Especulamos que isso contribuiu para o derretimento do manto que levou aos fluxos de lava que vemos na superfície. “

O estudo foi uma colaboração entre Jones e seu orientador, Alexander Evans, professor assistente da Brown University, juntamente com pesquisadores da Purdue University, do Lunar and Planetary Science Laboratory no Arizona, da Stanford University e do Jet Propulsion Laboratory da NASA.

Um novo estudo revela que uma antiga colisão no pólo sul da Lua mudou os padrões de convecção no manto lunar, concentrando um conjunto de elementos produtores de calor no lado próximo. Esses elementos desempenharam um papel na criação da vasta égua lunar visível da Terra.

As diferenças entre os lados próximo e distante da Lua foram reveladas pela primeira vez na década de 1960 pelas missões soviéticas Luna e pelo programa Apollo dos EUA. Embora as diferenças nos depósitos vulcânicos sejam fáceis de ver, futuras missões também revelariam diferenças na composição geoquímica. O lado próximo é o lar de uma anomalia de composição conhecida como o terreno Procellarum KREEP (PKT) – uma concentração de potássio (K), elementos de terras raras (REE), fósforo (P), juntamente com elementos produtores de calor como o tório. O KREEP parece estar concentrado dentro e ao redor do Oceanus Procellarum, a maior das planícies vulcânicas próximas, mas é esparso em outras partes da Lua.

Alguns cientistas suspeitaram de uma conexão entre o PKT e os fluxos de lava próximos, mas a questão de por que esse conjunto de elementos estava concentrado no lado próximo permaneceu. Este novo estudo fornece uma explicação que está conectada à bacia do Pólo Sul-Aitken, a segunda maior cratera de impacto conhecida no sistema solar.

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

De acordo com o modelo, o material KREEP teria surfado a onda de calor que emana da zona de impacto do SPA como um surfista. À medida que a pluma de calor se espalhava sob a crosta da Lua, esse material acabou sendo entregue em massa para o lado mais próximo. A equipe executou simulações para vários cenários de impacto diferentes, desde um golpe direto até um golpe de raspão. Enquanto cada um produziu diferentes padrões de calor e mobilizou KREEP em graus variados, todos criaram concentrações de KREEP no lado próximo, consistentes com a anomalia PKT.

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

“Como o PKT se formou é sem dúvida a questão em aberto mais significativa na ciência lunar”, disse Jones. “E o impacto Pólo Sul-Aitken é um dos eventos mais significativos da história lunar. Este trabalho reúne essas duas coisas e acho que nossos resultados são realmente empolgantes.”

Referência: “A South Pole–Aitken impact origin of the lunar composicionalassimetry” por Matt J. Jones, Alexander J. Evans, Brandon C. Johnson, Matthew B. Weller, Jeffrey C. Andrews-Hanna, Sonia M. Tikoo e James T. Kean, 8 de abril de 2022, Science Advances.