Por Cnnportugal.iol.pt, A investigação lança uma nova luz sobre um enigma que perdura há mais de meio século, desde que as missões Apollo trouxeram amostras lunares com vestígios de substâncias como água, dióxido de carbono, hélio e nitrogénio incrustadas no rególito, a camada superficial empoeirada da Lua.
Estudos iniciais teorizaram que o Sol era a fonte de algumas dessas substâncias. Mas, em 2005, investigadores da Universidade de Tóquio sugeriram que elas também poderiam ter origem na atmosfera de uma Terra jovem, antes de ela desenvolver um campo magnético, há cerca de 3,7 mil milhões de anos. Os autores suspeitaram que o campo magnético, uma vez estabelecido, teria interrompido o fluxo, prendendo as partículas e tornando difícil ou impossível que elas escapassem para o espaço.
Agora, a nova investigação derruba essa suposição, sugerindo que o campo magnético da Terra pode até ter ajudado, em vez de a bloquear, a transferência de partículas atmosféricas para a Lua, que continua até hoje.
“Isso significa que a Terra tem fornecido gases voláteis como oxigénio e nitrogénio ao solo lunar, durante todo este tempo”, diz Eric Blackman, coautor do novo estudo e professor do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Rochester, em Nova Iorque.
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| O piloto do módulo lunar Apollo 17, Harrison Schmitt, recolheu amostras de solo lunar, em 1972. (NASA) |
“Há muito que se pensava que a Lua se formou inicialmente a partir do impacto de um asteróide na proto-Terra, durante o qual houve uma grande mistura inicial desses voláteis da Terra para a Lua”, acrescenta o investigador, numa entrevista por e-mail à CNN. “Os nossos resultados mostram que ainda há partilha de voláteis, mesmo após biliões de anos”.
A presença de elementos úteis, como oxigénio e hidrogénio, na superfície da Lua pode ser interessante para a exploração lunar. “As missões lunares e, em última análise, as colónias lunares que possam surgir algum dia, provavelmente teriam de ter recursos autossustentáveis que não precisassem de ser transportados da Terra”, diz Eric Blackman.
“Por exemplo, investigadores estudaram como poderiam processar a água do rególito lunar e extrair hidrogénio e oxigénio para produzir combustível. Existem também estudos sobre combustível à base de amoníaco, que aproveitaria o azoto transportado para a Lua pelo vento solar. Assim, este material transportado pelo vento solar entra no solo e torna-se parte do recurso local que tais inovações poderiam explorar”, exemplifica.
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| As amostras lunares da Apollo 14 foram analisadas numa instalação de quarentena em 1971. (NASA) |
Um valioso registo químico
Para o novo estudo, os investigadores utilizaram simulações em computador e testaram dois cenários. Um tinha vento solar forte - um fluxo de partículas em alta velocidade proveniente do sol - e nenhum campo magnético ao redor da Terra. O outro tinha vento solar mais fraco e um campo magnético forte ao redor da Terra. Os cenários correspondem aproximadamente a um estado antigo e a um estado moderno do nosso planeta. O cenário da Terra moderna revelou-se o mais eficaz na transferência de fragmentos da atmosfera terrestre para a Lua.
Os investigadores compararam então os resultados com os dados obtidos diretamente da análise do solo lunar em estudos anteriores. “Utilizámos amostras lunares trazidas para a Terra pelas missões Apollo 14 e 17 para validar os nossos resultados”, explica Shubhonkar Paramanick, estudante de pós-graduação do departamento de física e astronomia da Universidade de Rochester. Paramanick foi o principal autor do estudo, publicado em dezembro, na revista Nature Communications Earth & Environment.
“Temos este vento solar a entrar na atmosfera terrestre e, em seguida, a atmosfera terrestre a escapar. Por isso, tentámos determinar qual seria a proporção desta mistura ou distinguir quais as partículas de origem solar e quais as de origem terrestre”, acrescenta.
O campo magnético da Terra é gerado por correntes elétricas produzidas pelo movimento de ferro e níquel fundidos no núcleo externo líquido do planeta. Estende-se até longe no Espaço, formando um escudo que deflete grande parte do vento solar, que, de outra forma, corroeria a atmosfera.
Quando o campo magnético interage com o vento solar, cria uma magnetosfera - uma estrutura semelhante a um cometa, com uma frente comprimida e uma longa cauda. Quando as partículas do vento solar são canalizadas ao longo das linhas da magnetosfera, perto dos polos, obtemos auroras, também conhecidas como luzes do Norte e do Sul.
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| As auroras boreais, vistas aqui ao norte de Inuvik, nos Territórios do Noroeste do Canadá, ocorrem quando partículas carregadas de energia de ejeções de massa coronal atingem o campo magnético da Terra e interagem com os gases atmosféricos. (Cole Burston/AFP/Getty Images) |
A forma da magnetosfera explica porque é que o vento solar pode arrancar algumas partículas da atmosfera da Terra e guiá-las para o espaço. Isso também permite que uma fração maior da atmosfera da Terra seja transportada para a Lua do que no modelo da Terra não magnetizada, ou antiga, de acordo com Eric Blackman.
“O campo magnético não é puramente protetor por duas razões. Uma é que ele exerce pressão, o que de certa forma infla a atmosfera da Terra, dando ao vento solar um pouco mais de acesso à atmosfera”, começa por explicar. “E a outra é que, quando a Lua está na fase de lua cheia da sua órbita, ela passa por uma região chamada ‘cauda magnética’, onde o campo magnético abre um canal que permite que o material atmosférico soprado siga um caminho mais direto para a Lua”, acrescenta.
A Lua passa pela cauda magnética durante alguns dias de cada mês e as partículas pousam na superfície lunar, onde ficam incrustadas no solo, pois a Lua não tem atmosfera para as bloquear.
Compreender a história desta interação entre a Lua e a Terra é importante porque fornece um valioso registo químico ou informações sobre a antiga atmosfera da Terra que podem estar contidas no solo lunar, argumenta o estudo. A composição da atmosfera, diz Eric Blackman, está ligada à evolução da vida em diferentes fases da história da Terra.
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| Uma vista da Terra sobre o horizonte lunar, capturada pela Apollo 11. (NASA/Hulton Archive/Getty Images) |
Uma nova perspetivaKentaro Terada, professor de Cosmoquímica Isotópica e Geoquímica na Universidade de Osaka, no Japão, diz estar muito satisfeito porque as suas observações foram corroboradas teoricamente. Terada liderou um estudo, em 2017, que mostrou como o vento solar e o campo magnético da Terra transportaram oxigénio para a Lua, mas não esteve envolvido nesta nova investigação.
“Há muito que se reconhece que a Terra e a Lua evoluíram fisicamente par a par, desde a sua formação”, afirma o especialista numa entrevista por e-mail.
A descoberta de meteoritos lunares e a observação de fluxos de partículas da Terra transportadas pelo vento solar revelam uma nova perspetiva. “Os dois corpos também se influenciaram quimicamente, numa espécie de troca de materiais”, explica Kentaro Terada, acrescentando que o artigo é “muito empolgante na sua discussão abrangente da história da Terra”.
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| Uma rocha de uma fenda de rególito, com 3,2 mil milhões de anos, foi recolhida pela Apollo 15. (Michael Wyke/AP) |
A Lua contém pistas sobre a história e a evolução da Terra e este novo estudo reforça essa noção, de acordo com Simeon Barber, investigador sénior da Open University, no Reino Unido, que também não esteve envolvido no trabalho.
O estudo também é oportuno, acrescenta, devido à recente aquisição de novas amostras de solo lunar jovem pela missão Chang'e-5 da China, em 2020, bem como as primeiras amostras do lado oculto da Lua pela Chang'e-6, em 2024, que oferecem a oportunidade de testar ainda mais as descobertas.
Além disso, Barber diz que o trabalho informará a interpretação dos resultados dos próximos módulos de aterragem robóticos lunares capazes de medir diretamente os elementos voláteis no rególito lunar.
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