Novo estudo da Universidade do Arizona revela segredos da Bacia Polo Sul-Aitken e da missão Artemis

A interação gravitacional entre a Terra e a Lua acabou deixando um hemisfério do nosso satélite “preso” de costas para nós. Ainda assim, é importante não se enganar: a Lua gira, só que leva exatamente o mesmo tempo para completar uma rotação em torno do próprio eixo e para dar uma volta ao redor da Terra.

Rotação síncrona e a Bacia Polo Sul-Aitken

Esse comportamento recebe o nome de rotação síncrona. E, no lado oculto, existe uma estrutura gigantesca: a Bacia Polo Sul-Aitken, uma cratera imensa que se estende por mais de 1.930 km de norte a sul e por 1.600 km de leste a oeste.

Trata-se de uma cicatriz de impacto muito antiga, formada há cerca de 4.3 bilhões de anos, quando um grande asteroide atingiu a Lua jovem de raspão.

Um novo estudo da Universidade do Arizona indica que essa cratera colossal guarda pistas valiosas sobre a formação e a evolução inicial da Lua.

O que a forma da Bacia Polo Sul-Aitken revela sobre o impacto

Jeffrey Andrews-Hanna e seus colegas chegaram a essa conclusão ao examinar com cuidado a geometria da Bacia Polo Sul-Aitken. Em todo o Sistema Solar, grandes bacias de impacto tendem a apresentar um contorno característico em “gota”, afunilando no sentido de avanço (down range) do impacto.

Até então, muitas interpretações sugeriam que o asteroide teria vindo do sul. A nova análise, porém, mostra que a bacia se estreita justamente em direção ao sul - o que indica que o impacto, na verdade, chegou pelo norte. Apesar de parecer um ajuste pequeno, essa mudança altera de modo importante o que os astronautas do programa Artemis podem encontrar ao pousar nas proximidades.

Crateras de impacto não espalham o material escavado de maneira uniforme. A extremidade down range de uma bacia costuma ficar coberta por uma camada espessa de ejecta, isto é, detritos lançados de grande profundidade do interior lunar durante a colisão. Já a extremidade oposta (upper range) recebe muito menos desse material.

Por que isso importa para as missões Artemis

Como as missões Artemis estão mirando a borda sul da bacia, a correção do sentido do impacto significa que os astronautas devem pousar no lugar exato para investigar material vindo das profundezas da Lua - praticamente como obter uma amostra geológica de “testemunho” sem precisar perfurar.

O que torna essa conclusão especialmente atraente é a natureza do que pode ter sido trazido à superfície. No começo da sua história, a Lua esteve coberta por um oceano global de magma. Ao longo de milhões de anos, à medida que essa camada derretida esfriou e cristalizou, minerais mais densos afundaram e formaram o manto, enquanto minerais mais leves subiram e deram origem à crosta.

Ainda assim, alguns elementos resistiram a se incorporar às rochas sólidas e acabaram se concentrando nos últimos resíduos de magma líquido. Esses elementos remanescentes - potássio, elementos de terras raras e fósforo - são conhecidos coletivamente como KREEP e só “aceitaram” solidificar no final do processo.

A grande questão sempre foi por que o KREEP ficou concentrado quase totalmente no lado próximo da Lua, o hemisfério voltado para a Terra. Esse material radioativo liberou calor suficiente para sustentar um vulcanismo intenso, responsável por formar as planícies escuras de basalto que compõem o “rosto” familiar visto da Terra.

Enquanto isso, o lado oculto permaneceu muito mais craterado e, em grande medida, sem vulcanismo.

O estudo propõe uma explicação baseada numa assimetria que ainda não é completamente compreendida: a crosta lunar precisaria ser bem mais espessa no lado oculto. Segundo a equipe, conforme essa crosta mais grossa se desenvolveu, ela teria “espremido” o oceano de magma remanescente por baixo, empurrando-o em direção ao lado próximo, onde a crosta era mais fina.

A Bacia Polo Sul-Aitken entra como evidência-chave para sustentar esse cenário. O flanco oeste da bacia apresenta altas concentrações de tório radioativo, um elemento marcador típico de material rico em KREEP, ao passo que o lado leste não mostra o mesmo padrão.

Essa diferença sugere que o impacto atravessou a crosta lunar exatamente na região de transição, onde ainda existia, sob partes do lado oculto, uma camada fina e descontínua de magma enriquecido em KREEP. Em outras palavras, a colisão teria aberto uma “janela” para essa zona intermediária entre a região rica em KREEP do lado próximo e a crosta mais comum do lado oculto.

Quando astronautas da Artemis coletarem amostras nessa área radioativa e as trouxerem de volta à Terra, os cientistas poderão testar esses modelos com um nível de detalhe sem precedentes.

Essas rochas podem, enfim, esclarecer como a nossa Lua passou de uma esfera incandescente a um mundo geologicamente diverso, com hemisférios dramaticamente diferentes que contam duas versões muito distintas do mesmo passado.

Esta pesquisa foi publicada na Nature.

Este artigo foi publicado originalmente pelo Universe Today. Leia o artigo original.