Desde a formação da Lua, os impactos de asteróides têm desempenhado um papel importante na formação da sua superfície. Estas colisões criaram enormes crateras e bacias e mudaram a paisagem e a química da Lua. O que os cientistas não compreendem completamente é a profundidade com que estes impactos massivos afectaram a Lua abaixo da superfície.
Para explorar esta questão, uma equipa liderada pelo Professor Hengxi Tian do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências (IGGCAS) analisou amostras de basalto lunar devolvidas por Chang’e-6 (CE6). Essas rochas vêm da Bacia do Pólo Sul-Aitken (SPA), a maior e mais antiga bacia de impacto conhecida na Lua. As amostras se destacaram imediatamente porque suas composições isotópicas de potássio (K) eram mais pesadas do que qualquer basalto lunar previamente coletado pelas missões Apollo ou encontrado em meteoritos lunares.
Por que o potássio contém pistas sobre efeitos antigos
O potássio é considerado um elemento moderadamente volátil, o que significa que pode evaporar parcialmente sob calor extremo. Durante um impacto massivo, as temperaturas aumentam, fazendo com que o potássio vaporize e os seus isótopos se separem. Este processo deixa um registo químico que pode revelar a intensidade do impacto, as condições durante o evento e como a colisão alterou a composição da crosta e do manto lunar.
Com isto em mente, os investigadores concentraram-se em medir a composição isotópica do potássio na amostra Chang’e-6.
Evidência química de uma colisão gigante
Resultados, publicados Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS), associam a assinatura incomum do potássio diretamente ao enorme impacto que criou a bacia da ZPE.
Usando técnicas de alta precisão, a equipe mediu isótopos de potássio em quatro fragmentos de basalto com multicoletores de células de safira. Todas as amostras CE6 apresentaram valores elevados de δ41K variando de 0,001 ± 0,028‰ a 0,093 ± 0,014‰ (média: 0,038 ± 0,044‰, 2SE). Esta média é cerca de 0,16‰ maior do que o valor medido nos basaltos lunares da Apollo (-0,13 ± 0,06‰, 2SE), que são amplamente considerados representativos do manto lunar e da Lua de silicato em massa.
Descartando outras explicações
Para determinar o que causou este enriquecimento em isótopos pesados de potássio, os investigadores examinaram três possíveis causas. Eles avaliaram a exposição de longo prazo aos raios cósmicos, as mudanças no tempo de evolução do magma e a contaminação por meteoritos. Descobriu-se que cada um desses processos tinha apenas um efeito mínimo, dentro da incerteza de medição, e nenhum poderia explicar as alterações químicas observadas nas amostras.
Um efeito duradouro no vulcanismo lunar
A análise, em vez disso, aponta para uma perda em grande escala de elementos voláteis durante o impacto de formação de SPA, especialmente através da volatilização do potássio. Esta redução pode ter reduzido a produção de magma no lado oculto da Lua, ajudando a explicar porque é que a actividade vulcânica tem sido mais generalizada no lado próximo do que no lado oculto.
Simulações de computador apoiam esta interpretação. Eles mostraram que o impacto não apenas penetrou profundamente na crosta lunar, mas também provavelmente liberou calor suficiente para impulsionar a convecção no interior lunar, até mesmo no manto.
O que isso significa para a Lua e além
Juntas, estas descobertas mostram que o impacto que criou a Bacia do Pólo Sul-Aitken alterou a Lua nas profundezas da sua superfície. De forma mais ampla, a investigação sublinha como os efeitos em grande escala podem moldar a química interna e a evolução dos planetas rochosos e das luas em todo o Sistema Solar.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pela Associação de Promoção da Inovação Juvenil CAS e outras fontes.
