A partir de amostras coletadas nas Missões Apollo, estudo determina a idade da Lua

Há pouco mais de 50 anos, em 20 de julho de 1969, a missão Apollo 11 atingia seu objetivo de levar astronautas à superfície da Lua. Neil Armstrong se tornou, então, o primeiro humano a pisar em nosso satélite natural. Até 1972, mais cinco missões tripuladas foram enviadas ao corpo celeste, resultando em uma enorme quantidade de informações científicas e em 382 quilos de amostras de solo e rochas lunares trazidas à Terra. Mesmo 47 anos após o fim do programa Apollo, todo esse material continua sendo estudado por cientistas e gerando novos conhecimentos.

Em artigo publicado na revista científica Nature Geoscience no início da última semana, um grupo de pesquisadores descreveu como conseguiu determinar a idade da Lua a partir da análise da composição desses exemplares. Para chegar à conclusão de que o nosso satélite natural se formou há cerca de 4,51 bilhões de anos – 50 milhões de anos após o Sistema Solar e 30 milhões de anos depois da Terra –, eles verificaram a presença dos elementos químicos háfnio e tungstênio em amostras coletadas em diferentes áreas da Lua ao longo de todo o programa Apollo.

Conforme explica o geólogo do Laboratório de Geologia Isotópica da UFRGS Felipe Padilha Leitzke, que participou do estudo durante seu doutorado na Universidade de Bonn, na Alemanha, anteriormente estimava-se que a Lua havia surgido entre 30 milhões e 200 milhões de anos após a formação do Sistema Solar. “A Nasa nos forneceu essas amostras, porque elas seriam medidas com um grau de precisão muito maior do que havia sido feito nos anos 70. A gente fez a análise por diluição isotópica, que é um método superpreciso. E a esse grau de precisão, a gente combinou dados experimentais”, comenta.

As amostras foram dissolvidas em ácidos para, então, ser analisada a proporção das substâncias que as compõem. Os cientistas buscaram por variantes específicas (isótopos) dos elementos analisados: o háfnio-182 e o tungstênio-182. Esses dois isótopos constituem um sistema de decaimento radioativo, no qual, com o tempo, o háfnio-182 tende a se desintegrar e se converter em tungstênio-182. A meia-vida desse sistema é de 9 milhões de anos, o que significa que, após esse período, cai pela metade a quantidade inicial de háfnio-182, enquanto dobra a quantidade do tungstênio-182. “Imagina que tu tenhas 100 átomos de háfnio-182 no início. Após uma meia-vida, tu vais ter 50 átomos do pai e 50 átomos do filho: 50 átomos do háfnio-182 e 50 átomos do tungstênio-182. Depois de duas meias-vidas, vai para 25 o háfnio-182. Depois, para 12,5. E cada vez vai diminuindo a quantidade do pai e aumentando a do filho. A gente considera que depois de 8 ou 9 meias-vidas o sistema já está extinto. Tu já não tens mais o pai para produzir o filho, porque é uma quantidade tão baixa que já não vai ser relevante”, explica Leitzke.

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A concentração desses isótopos nas amostras é bastante baixa, da ordem de 10 microgramas por grama, ou 0,00001% da composição total. A análise exige, portanto, equipamentos de alta precisão. “Nessas amostras, como em qualquer basalto terrestre, os elementos maiores são cálcio, magnésio, alumínio, sílica, ferro, titânio e, às vezes, sódio e potássio, dependendo da rocha. Mas tu consegues extrair pouca informação com base nesses elementos maiores, porque eles são muito abundantes, e às vezes tu não consegues registrar os eventos geológicos com base nisso. Por isso a gente tem tanto interesse não só nos isótopos, mas também nos elementos-traço, que seriam aqueles que estão em concentração menor que mil microgramas por grama”, esclarece o geólogo.

Ao verificar o quanto de cada elemento existe nas amostras, os pesquisadores desenvolveram modelos do cenário de formação da Lua, que permitiram estimar qual era a quantidade inicial dos dois isótopos e quanto tempo foi necessário para que chegassem ao patamar atual. Essa modelagem funciona como uma simulação que permite verificar se as hipóteses propostas fazem sentido, abarcando toda a história da Lua, desde que era toda recoberta por um oceano de magma que mais tarde esfriou e deu origem a diferentes tipos de rocha. “A gente não tem como voltar no tempo, né. Então, a gente pega uma amostra hoje, verifica a quantidade de elementos-traço naquela amostra e tenta reproduzir toda a formação dela, desde o início até os dias de hoje”, relata Leitzke.

Como afirma o pesquisador, os resultados do estudo vão ao encontro da teoria mais aceita sobre a formação da Lua, segundo a qual um corpo celeste com o tamanho de Marte teria colidido com a Terra e ejetado em órbita o material que deu origem ao nosso satélite natural. “Isso é corroborado por vários estudos que mostram a semelhança composicional da Terra com a Lua”, destaca.

Estudar a Lua é como examinar o passado. Como ela não possui atmosfera e não é mais ativa tectonicamente, não passa por processos de erosão ou retrabalhamento de crosta, o que permite preservar rochas e crateras de bilhões de anos. “Qualquer amostra que tu pegues na superfície lunar tem mais de 3 bilhões de anos”, enfatiza Leitzke. As dinâmicas internas de nosso planeta, por outro lado, levam a uma constante renovação de suas rochas e já apagaram grande parte do registro do início de sua formação. Olhar para a Lua, portanto, pode ser um bom caminho para aprendermos sobre a história da Terra.

Artigo científico

THIEMENS, Maxwell M. et al. Early Moon formation inferred from hafnium–tungsten systematics. Nature Geoscience, 29 jul. 2019.

 

Texto: Camila Raposo

Foto: Pixabay

Fonte: UFRGS Ciência

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