Estudo em Nature revela que o núcleo interno da Lua é sólido e denso como ferro

O veredicto saiu: a Lua não é feita de queijo verde.

Uma análise detalhada publicada em maio de 2023 concluiu que o núcleo interno da Lua é, na verdade, uma esfera sólida com densidade semelhante à do ferro.

A expectativa dos investigadores é que isso ajude a encerrar uma discussão antiga sobre o “coração” lunar - se ele seria sólido ou fundido - e permita reconstituir com mais precisão a história da Lua e, por extensão, a do Sistema Solar.

"Os nossos resultados", escreveu uma equipa liderada pelo astrónomo Arthur Briaud, do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) de França, "questionam a evolução do campo magnético da Lua graças à demonstração da existência do núcleo interno e apoiam um cenário de inversão global do manto, que traz contributos substanciais para a linha do tempo do bombardeamento lunar no primeiro bilião de anos do Sistema Solar."

Para um resumo do que foi encontrado, veja o vídeo abaixo.

Como os cientistas “enxergam” o interior da Lua

A forma mais eficaz de investigar a composição interna de corpos do Sistema Solar é usar dados sísmicos. O modo como as ondas acústicas geradas por sismos se propagam e se refletem nos materiais dentro de um planeta ou de uma lua permite aos cientistas montar um mapa detalhado do interior desse corpo.

Existem dados sísmicos lunares recolhidos nas missões Apollo, mas a resolução disponível é baixa demais para determinar com precisão o estado do núcleo interno. Sabe-se que há um núcleo externo fluido, porém o que ele envolve ainda é motivo de debate. Com os dados da Apollo, tanto modelos com núcleo interno sólido quanto modelos com um núcleo totalmente fluido se ajustam de maneira igualmente satisfatória.

Dados reunidos e modelagem do núcleo interno da Lua

Para resolver a questão de forma definitiva, Briaud e os seus colegas compilaram informações de missões espaciais e de experiências de medição a laser da distância Terra–Lua. Com isso, montaram um perfil de várias características lunares, incluindo:

• o grau de deformação causado pela interação gravitacional com a Terra;
• a variação da sua distância em relação ao nosso planeta;
• a sua densidade.

Em seguida, a equipa fez simulações com diferentes tipos de núcleo, procurando identificar quais combinações se alinhavam mais de perto com os dados observacionais.

O que os modelos indicam sobre o manto e o núcleo da Lua

Vários resultados chamaram a atenção. Em primeiro lugar, os modelos que melhor reproduzem o que já se conhece sobre a Lua descrevem uma inversão (overturn) ativa em grande profundidade no manto lunar.

Na prática, isso significa que material mais denso no interior da Lua tende a descer na direção do centro, enquanto material menos denso sobe. Esse tipo de dinâmica há muito tempo é apontado como uma explicação para a presença de certos elementos em regiões vulcânicas da Lua. O trabalho da equipa adiciona mais um ponto ao conjunto de evidências que apoiam essa hipótese.

Além disso, os autores concluíram que o núcleo lunar se parece muito com o da Terra: uma camada externa fluida e um núcleo interno sólido. De acordo com a modelagem, o núcleo externo teria um raio de cerca de 362 quilômetros, e o núcleo interno, um raio de cerca de 258 quilômetros - aproximadamente 15 por cento do raio total da Lua.

O núcleo interno, segundo a equipa, também teria uma densidade em torno de 7,822 quilogramas por metro cúbico, muito próxima da densidade do ferro.

De forma curiosa, em 2011, uma equipa liderada pela cientista planetária Renee Weber, do NASA Marshall, chegou a um resultado parecido ao aplicar técnicas sismológicas que, na época, representavam o estado da arte na análise dos dados da Apollo. O grupo encontrou indícios de um núcleo interno sólido com raio de cerca de 240 quilômetros e densidade de aproximadamente 8,000 quilogramas por metro cúbico.

Para Briaud e os seus colaboradores, as conclusões agora obtidas confirmam aqueles achados anteriores e formam um argumento bastante robusto a favor de um núcleo lunar semelhante ao terrestre - algo com implicações relevantes para a evolução da Lua.

Sabe-se que, pouco depois de se formar, a Lua possuía um campo magnético intenso, que começou a enfraquecer por volta de 3,2 mil milhões de anos atrás. Como esse tipo de campo magnético é gerado pelo movimento e pela convecção no núcleo, a composição do núcleo lunar é diretamente importante para entender como e por que esse campo desapareceu.

Com a expectativa de a humanidade regressar à Lua num horizonte relativamente curto, é possível que não demoremos muito para obter uma confirmação sísmica direta dessas conclusões.

A pesquisa foi publicada na revista Nature.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em maio de 2023.