Cientistas encontraram um ponto quente no lado oculto da lua

As rochas sob um antigo vulcão no lado oculto da lua permanecem surpreendentemente quentes, revelaram cientistas usando dados de espaçonaves chinesas em órbita.

Eles apontam para uma grande laje de granito que se solidificou a partir do magma no encanamento geológico sob o que é conhecido como Complexo Vulcânico Compton-Belkovich.

“Eu diria que estamos colocando o prego no caixão disso é realmente uma característica vulcânica”, disse Matthew Siegler, cientista do Planetary Science Institute, com sede em Tucson, Arizona, e que liderou a pesquisa. “Mas o que é interessante é que é uma característica vulcânica muito parecida com a da Terra.”

As descobertas, que apareceram na semana passada na revista Nature, ajude a explicar o que aconteceu há muito tempo sob uma parte estranha da lua. O estudo também destaca o potencial científico dos dados coletados por programa espacial da chinae como os pesquisadores nos Estados Unidos precisam contornar os obstáculos para usar esses dados.

Para este estudo, o Dr. Siegler e seus colegas analisaram dados de instrumentos de microondas em Chang’e-1, lançado em 2007, e Chang’e-2, lançado em 2010, duas primeiras espaçonaves chinesas que não estão mais em operação. Como o Congresso atualmente proíbe a colaboração direta entre a NASA e a China e a pesquisa foi financiada por uma bolsa da NASA, o Dr. Siegler não pôde trabalhar com os cientistas e engenheiros que coletaram os dados.

“Essa era uma limitação, não podíamos simplesmente ligar para os engenheiros que construíram o instrumento na China e dizer: ‘Ei, como devemos interpretar esses dados?’”, disse ele. “Seria ótimo se pudéssemos trabalhar nisso com os cientistas chineses o tempo todo. Mas não temos permissão. Mas, felizmente, eles tornaram públicos alguns de seus bancos de dados.”

Ele conseguiu aproveitar a experiência de um cientista chinês, Jianqing Feng, que conheceu o Dr. Siegler em uma conferência. Dr. Feng estava trabalhando em um projeto de exploração lunar na Academia Chinesa de Ciências.

“Percebi que combinar os dados de exploração lunar de diferentes países aprofundaria nossa compreensão da geologia lunar e faria descobertas interessantes”, disse o Dr. Feng em um e-mail. “Portanto, larguei meu emprego na China, me mudei para os Estados Unidos e ingressei no Planetary Science Institute.”

Os orbitadores chineses tinham instrumentos de microondas, comuns em muitos satélites meteorológicos em órbita da Terra, mas raros em espaçonaves interplanetárias.

Os dados de Chang’e-1 e Chang’e-2 forneceram uma visão diferente da lua, medindo o fluxo de calor até 15 pés abaixo da superfície – e provaram ser ideais para investigar a estranheza de Compton-Belkovich.

Visualmente, a região parece normal. (Ela nem mesmo tem um nome próprio; a designação hifenizada é derivada de duas crateras de impacto adjacentes, Compton e Belkovich.) Mesmo assim, a região fascina os cientistas há algumas décadas.

No final da década de 1990, David Lawrence, então cientista do Los Alamos National Laboratory, estava trabalhando em dados coletados pela missão Lunar Prospector da NASA e notou um ponto brilhante de raios gama atirando deste local no lado oculto da lua. A energia dos raios gama, a forma mais energética da luz, correspondia ao tório, um elemento radioativo.

“Foi um desses lugares excêntricos que se destacou como um polegar dolorido em termos de abundância de tório”, disse o Dr. Lawrence, agora um cientista planetário no Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Maryland. “Eu sou um físico. Não sou especialista em geologia lunar. Mas, mesmo como físico, vi isso se destacar e disse: ‘OK, isso é algo que vale a pena estudar mais’”.

As próximas revelações vieram após a chegada do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA em 2009. Bradley L. Jolliff, professor de ciências da Terra e planetárias na Washington University of St. Louis, liderou uma equipe que examinou que as imagens de alta resolução de Compton-Belkovich.

O que eles viram “parecia suspeitosamente com uma caldeira”, disse Jolliff, referindo-se aos restos da borda de um vulcão. “Se você considerar que esses recursos têm bilhões de anos, eles estão notavelmente bem preservados.”

Uma análise mais recente liderada por Katherine Shirleyagora na Universidade de Oxford, na Inglaterra, estimou a idade do vulcão em 3,5 bilhões de anos.

Como o solo lunar atua como um bom isolante, amortecendo as variações de temperatura entre o dia e a noite, as emissões de micro-ondas refletem em grande parte o fluxo de calor do interior da lua. “Você só precisa ir cerca de dois metros abaixo da superfície para parar de ver o calor do sol”, disse o Dr. Siegler.

Em Compton-Belkovich, o fluxo de calor chegou a 180 miliwatts por metro quadrado, ou cerca de 20 vezes a média das terras altas do outro lado da lua. Essa medida corresponde a uma temperatura de 10 graus Fahrenheit negativos cerca de seis pés abaixo da superfície, ou cerca de 90 graus mais quente do que em qualquer outro lugar.

“Este se destacou, pois era apenas muito quente em comparação com qualquer outro lugar na lua”, disse o Dr. Siegler.

Para produzir tanto calor e os raios gama do tório, o Dr. Siegler, o Dr. Feng e outros pesquisadores concluíram que o granito, que contém elementos radioativos como o tório, era a fonte mais provável e que deveria haver muito disso.

“Parece definir mais especificamente que tipo de material está realmente por baixo”, disse o Dr. Lawrence, que foi um dos revisores do artigo para a Nature.

“É uma espécie de ponta do iceberg”, disse ele sobre as emissões originais de raios gama. “O que você vê em Compton-Belkovich é uma espécie de expressão superficial de algo muito maior por baixo.”

O vulcanismo é evidente em outras partes da lua. Planícies de lava endurecida – mares, ou mares, de basalto – cobrem vastas áreas da superfície, principalmente no lado próximo. Mas Compton-Belkovich é diferente, lembrando certos vulcões na Terra, como o Monte Fiji e o Monte St. Helens, que expelem lava mais viscosa.

O granito parece ser escasso em outras partes do sistema solar. Na Terra, o granito se forma em regiões vulcânicas onde a crosta oceânica é empurrada para baixo de um continente por placas tectônicas, as forças geológicas que empurram pedaços da crosta externa da Terra. A água também é um ingrediente chave para o granito.

Mas a lua é quase toda seca e carece de placas tectônicas. As rochas lunares trazidas pelos astronautas da NASA há mais de 50 anos continham apenas alguns grãos de granito. Mas os dados dos orbitadores chineses sugerem uma formação de granito com mais de 30 milhas de largura abaixo de Compton-Belkovich.

“Agora precisamos que os geólogos descubram como você pode produzir esse tipo de característica na lua sem água, sem placas tectônicas”, disse o Dr. Siegler.

O Dr. Jolliff, que não estava envolvido com a pesquisa, disse que o artigo era “uma nova contribuição muito boa”. Ele disse que esperava que a NASA ou outra agência espacial enviasse uma espaçonave para Compton-Belkovich para medições sísmicas e mineralógicas.

Tal missão poderia ajudar a testar ideias sobre como um vulcão se formou lá em primeiro lugar. Uma hipótese é que uma pluma de material quente se elevou do manto abaixo da crosta, assim como ocorre sob as ilhas havaianas.

Para o Dr. Feng, seu visto atual que lhe permite trabalhar nos Estados Unidos está expirando em breve. Ele está se candidatando a um novo, navegando em sua carreira científica em meio às disputas geopolíticas EUA-China.

“Estamos começando a estudar outros potenciais sistemas graníticos na lua agora”, disse ele. “Além disso, vamos expandir nossos modelos para explorar as luas geladas de Júpiter. Portanto, estou tentando ficar nos Estados Unidos o maior tempo possível.”