Resolvido mistério do lado oculto lunar

A "face da Lua" surgiu quando meteoroides atingiram o lado da Lua voltado para a Terra, criando grandes mares planos de basalto que vemos como áreas escuras. Mas não existe nenhuma "face" no lado oculto da Lua e, agora, os cientistas sabem porquê.

© Lunar Reconnaissance Orbiter (lado visível da Lua)

"Lembro-me que da primeira vez que vi um globo da Lua, quando era miúdo, fiquei surpreso quando o lado oculto parecia tão diferente da face visível," afirma Jason Wright, professor assistente de astrofísica. "Só existiam montanhas e crateras. Onde estavam os mares? Acontece que isto é um mistério desde a década de 1950."

Este mistério tem o nome de Problema das Terras Altas do Lado Oculto Lunar e remonta a 1959, quando a sonda da União Soviética, Luna 3, transmitiu as primeiras imagens da face oculta da Lua para a Terra. Chamava-se de lado ou face oculta ou escura porque era desconhecida, não porque a luz solar não chegava lá. Os cientistas imediatamente notaram muito menos "mares" nesta parte da Lua que está sempre virada para longe da Terra.

© Lunar Reconnaissance Orbiter (lado oculto da Lua)

Os pesquisadores Jason Wright, Steinn Sigurdsson, professor de astrofísica e Arpita Roy, estudante de pós-graduação em astronomia e astrofísica, e a autora principal do estudo, perceberam que a ausência de mares, que é devida a uma diferença na espessura da crosta entre o lado visível da Lua e o seu lado oculto, é uma consequência de como a Lua foi originalmente formada.

O consenso geral sobre a origem da Lua é que provavelmente se formou pouco depois da Terra e foi o resultado de uma colisão quase superficial, mas devastadora, entre um objeto com o tamanho de Marte e a Terra. Esta Teoria de Impacto Gigante sugere que as camadas exteriores da Terra e do objeto foram expelidas para o espaço e eventualmente formaram a Lua.

"Pouco depois do impacto gigante, a Terra e a Lua estavam muito quentes," afirma Sigurdsson. A Terra e o objeto impactante não derreteram apenas; partes foram vaporizadas, criando um disco de rocha, magma e vapor em torno da Terra. "A Lua e a Terra preenchiam grande parte dos céus uma da outra," afirma Roy.

A geometria era semelhante à dos exoplanetas rochosos descobertos recentemente muito perto das suas estrelas, afirma Wright. A Lua estava 10 a 20 vezes mais próxima da Terra do que está agora, e os astrônomos descobriram que assumiu rapidamente uma posição de acoplamento de marés, em que o período de rotação da Lua coincide com o período de translação em redor da Terra. A mesma face visível provavelmente esteve desde aí sempre orientada para a Terra. O bloqueio de marés é um produto da gravidade de ambos os astros.

A Lua, sendo bem mais pequena que a Terra, arrefeceu mais rapidamente. Dado que a Terra e a Lua estão gravitacionalmente acopladas desde a sua formação, a ainda quente Terra, com mais de 2.500 graus Celsius, propagou calor na direção do lado visível. O lado oculto, longe da Terra em ebulição, arrefeceu lentamente, enquanto o lado virado para o nosso planeta foi mantido derretido criando um gradiente de temperatura entre as duas faces.

Este gradiente foi importante para a formação da crosta da Lua, que tem grandes concentrações de alumínio e cálcio, elementos muito difíceis de vaporizar. "Quando o vapor de rocha começa a arrefecer, os primeiros elementos que 'nevam' são o alumínio e o cálcio," afirma Sigurdsson.

O alumínio e o cálcio condensaram-se preferencialmente na atmosfera do lado frio da Lua porque o lado visível estava ainda demasiado quente. Bilhões de anos depois, estes elementos combinaram-se com os silicatos no manto da Lua para formar feldspatos de plagióclase, que eventualmente se mudaram para a superfície e formaram a crosta lunar, comenta Roy. A crosta da face oculta tinha mais destes minerais e é mais espessa.

A Lua desde então arrefeceu e já não está líquida por baixo da superfície. No início da sua história, grandes meteoroides atingiram o lado visível da Lua e perfuraram a crosta, libertando grandes lagos de lava basáltica que formaram os mares lunares. Quando os meteoroides atingiam o lado oculto da Lua, na maioria dos casos a crosta era demasiado espessa e o magma não derramava para a superfície, criando o lado oculto com vales, crateras e terras altas, mas quase sem mares.

Fonte: The Astrophysical Journal Letters