No ano passado, os cientistas examinaram novamente os dados sísmicos coletados pelos experimentos da era Apollo e descobriram que o manto inferior da Lua, a parte perto do limite do manto principal, está parcialmente derretido (por exemplo, Apollo Data Retooled para fornecer leituras precisas da Lua) Core, Space Magazine, 6 de janeiro de 2011). Suas descobertas sugerem que os 150 km mais baixos do manto contêm de 5 a 30% de derretimento líquido. Na Terra, isso seria suficiente para derreter o sólido, elevar-se e entrar em erupção na superfície. Sabemos que a Lua tinha vulcanismo no passado. Então, por que esse derretimento lunar não está em erupção na superfície hoje? Novos estudos experimentais em amostras lunares simuladas podem fornecer as respostas.
Suspeita-se que os magmas lunares atuais sejam muito densos, em comparação com as rochas circundantes, para subir à superfície. Assim como o óleo na água, magmas menos densos são flutuantes e percolam acima da rocha sólida. Mas, se o magma for muito denso, ele permanecerá onde está ou até afundará.
Motivado por essa possibilidade, uma equipe internacional de cientistas, liderada por Mirjam van Kan Parker, da Universidade VU de Amsterdã, estuda o caráter dos magmas lunares. Suas descobertas, publicadas recentemente no Journal Nature Geoscience, mostram que os magmas lunares têm uma gama de densidades que dependem de sua composição.
Van Kan Parker e sua equipe espremeram e aqueceram amostras derretidas de magma e depois usaram técnicas de absorção de raios-X para determinar a densidade do material em uma variedade de pressões e temperaturas. Seus estudos usaram materiais lunares simulados, uma vez que as amostras lunares são consideradas valiosas demais para análises destrutivas. Seus simuladores modelaram a composição dos vidros vulcânicos verdes Apollo 15 (que têm um teor de titânio de 0,23% em peso) e dos vidros vulcânicos pretos Apollo 14 (que têm um teor de titânio de 16,4% em peso).
Amostras desses simuladores foram submetidas a pressões de até 1,7 GPa (a pressão atmosférica, na superfície da Terra, é de 101 kPa, ou 20.000 vezes menor do que a obtida nessas experiências). No entanto, as pressões no interior da Lua são ainda maiores, excedendo 4,5 GPa. Assim, foram realizados cálculos computacionais para extrapolar a partir dos resultados experimentais.
O trabalho combinado mostra que, nas temperaturas e pressões normalmente encontradas no manto lunar inferior, magmas com baixo teor de titânio (óculos verdes Apollo 15) apresentam densidades inferiores ao material sólido circundante. Isso significa que eles são flutuantes, devem subir à superfície e entrar em erupção. Por outro lado, verificou-se que magmas com alto teor de titânio (óculos pretos Apollo 14) apresentavam densidades aproximadamente iguais ou superiores ao material sólido circundante. Não se espera que estes subam e entrem em erupção.
Como a Lua não possui atividade vulcânica ativa, o derretimento atualmente localizado na parte inferior do manto lunar deve ter uma alta densidade. E os resultados de van Kan Parker sugerem que esse derretimento deve ser feito de magmas de alto titânio, como aqueles que formaram os óculos escuros Apollo 14.
Esta descoberta é significativa, porque se pensa que magmas com alto titânio se formaram a partir de rochas-fonte ricas em titânio. Essas rochas representam os restos que foram deixados na base da crosta lunar, depois que todos os minerais plagioclásicos flutuantes (que compõem a crosta) foram espremidos para cima em um oceano de magma global. Sendo densas, essas rochas ricas em titânio teriam afundado rapidamente até o limite do manto principal em um evento de reviravolta. Tal reviravolta foi postulada há mais de 15 anos. Agora, esses novos resultados empolgantes fornecem suporte experimental para este modelo.
Também se espera que essas rochas densas e ricas em titânio tenham muitos elementos radioativos, que tendem a ficar para trás quando outros elementos são preferencialmente absorvidos por cristais minerais. O calor radiogênico resultante da decomposição desses elementos poderia explicar por que partes do manto lunar inferior ainda estão quentes o suficiente para serem derretidas. Van Kan Parker e sua equipe especulam ainda mais que esse calor radiogênico também poderia ajudar a manter o núcleo lunar parcialmente derretido ainda hoje!
Fontes:
Raios X iluminam o interior da Lua, Science Daily, 19 de fevereiro de 2012.
Flutuabilidade neutra de fundidos ricos em titânio no interior lunar profundo, van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 19 de fevereiro de 2012, doi: 10.1038 / NGEO1402.
