Evidência isotópica das origens violentas da lua

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Impressão artística do impacto de dois mundos do tamanho de um planeta (NASA / JPL-Caltech)

Os cientistas descobriram uma história de violência escondida nas rochas lunares, mais uma evidência de que nossa grande e adorável Lua nasceu de uma colisão cataclísmica entre mundos bilhões de anos atrás.

Usando amostras coletadas durante várias missões da Apollo, bem como um meteorito lunar que caiu na Terra (e usando meteoritos marcianos como comparações), os pesquisadores observaram uma diminuição acentuada nas rochas lunares de isótopos mais leves, incluindo os de zinco - um elemento revelador que pode ser "Um rastreador poderoso das histórias voláteis dos planetas".

A pesquisa utilizou um instrumento avançado de espectroscopia de massa para medir as proporções de isótopos específicos presentes nas amostras lunares. O alto nível de precisão do espectrômetro permite dados impossíveis até cinco anos atrás.

Os cientistas têm procurado esse tipo de classificação por massa, chamada fracionamento isotópico, desde que as missões Apollo trouxeram rochas da Lua para a Terra nos anos 70, e Frédéric Moynier, PhD, professor assistente de Ciências da Terra e Planetárias na Washington University em St. Louis - juntamente com o aluno de doutorado Randal Paniello e o colega James Day, da Scripps Institution of Oceanography - são os primeiros a encontrá-lo.

As descobertas da equipe apóiam uma hipótese agora amplamente aceita - chamada de Giant Impact Theory, sugerida pela primeira vez pelos cientistas da PSI William K. Hartmann e Donald Davis em 1975 - de que a Lua foi criada a partir de uma colisão entre a Terra primitiva e um protoplanet do tamanho de Marte. cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Os efeitos do impacto eventualmente formaram a Lua e mudaram a evolução do nosso planeta para sempre - possivelmente até se revelando crucial para o desenvolvimento da vida na Terra.

(Como seria um evento catastrófico como esse? Provavelmente algo assim :)

Leia mais: De que é feita a lua? Terra, muito provavelmente.

"Esta é uma evidência convincente do esgotamento extremamente volátil da lua", disse o pesquisador do Scripps James Day, um membro da equipe. “Como você remove todos os voláteis de um planeta ou, neste caso, de um corpo planetário? Você precisa de algum tipo de evento de fusão por atacado da lua para fornecer o calor necessário para evaporar o zinco. ”

No artigo da equipe, publicado na edição de 18 de outubro de Natureza, os pesquisadores sugerem que a única maneira de esses voláteis lunares estarem ausentes em uma escala tão grande seria a evaporação resultante de um evento de impacto maciço.

“Quando uma rocha é derretida e depois evaporada, os isótopos leves entram na fase de vapor mais rapidamente que os isótopos pesados, então você acaba com um vapor enriquecido nos isótopos leves e um resíduo sólido enriquecido nos isótopos mais pesados. Se você perder o vapor, o resíduo será enriquecido nos isótopos pesados ​​em comparação com o material de partida ”, explica Moynier.

O fato de fracionamento isotópico semelhante ter sido encontrado em amostras lunares coletadas de muitos locais diferentes indica um evento global generalizado, e não algo limitado a qualquer efeito regional específico.

O próximo passo é descobrir por que a crosta terrestre não mostra uma ausência de voláteis semelhantes, uma investigação que pode levar a pistas de onde a água superficial da Terra veio.

"De onde veio toda a água da Terra?" perguntou Day. “Essa é uma pergunta muito importante, porque, se estamos buscando vida em outros planetas, precisamos reconhecer que condições semelhantes provavelmente são necessárias. Portanto, entender como os planetas obtêm essas condições é fundamental para entender como a vida finalmente ocorre em um planeta. ”

"O trabalho também tem implicações para a origem da Terra", acrescenta Moynier, "porque a origem da Lua era uma grande parte da origem da Terra".

Leia mais sobre o comunicado de imprensa da Universidade de Washington e no centro de notícias da UC San Diego.

Imagem inserida: imagem de luz transmitida com polarização cruzada de uma rocha lunar. Foto de James Day, Scripps / UCSD

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