Novas evidências mostram que o nascimento explosivo da lua foi mais estranho que o imaginado

A origem da lua é um problema que têm mantido os cientistas ocupados há bastante tempo. Na década de 1950, haviam três hipóteses sobre o acontecimento: uma que dizia que a Terra girava tão rápido que espirrou um pedaço que virou a lua; uma que dizia que a lua passou perto demais da Terra e foi capturada; e a que dizia que a Terra e a lua se formaram juntas, já uma em órbita com a outra.

No final da década de 1960 e início da década de 1970, com o resultado da análise do solo lunar feito pelas sondas Surveyor e a análise das amostras de solo trazidas pelos astronautas da Apolo, essas teorias foram abandonadas e uma nova teoria foi estabelecida: a do Big Splat, ou grande colisão.

Segundo esta teoria, uma colisão planetária entre a Terra e um planeta hipotético, Teia, 4,6 bilhões de anos atrás, teria dado origem à lua. Há inclusive simulações mostrando como isto explica a inclinação do eixo da Terra e da órbita da lua, por exemplo.

Recentemente, três trabalhos, um publicado na revista Nature e dois outros na Science, provaram que realmente a teoria do Big Splat é a mais provável de todas (o trabalho publicado na Nature) e acrescentaram elementos esquisitos e misteriosos à ela (os dois outros trabalhos).

Segundo a teoria atual, um corpo do tamanho de Marte atingiu a Terra, ejetando uma quantidade enorme de detritos (restos da colisão) em órbita. Esses “pedaços” formaram um anel, que mais tarde se reuniram em um corpo: a lua que conhecemos.

Essa teoria se impôs às outras em parte por causa das evidências químicas. As rochas lunares têm falta de elementos como sódio, potássio, zinco e chumbo. Estes elementos são chamados de “voláteis” porque evaporam e se dissipam mais facilmente da rocha vaporizada. Outros elementos não evaporam tão fácil e a presença de uns e ausência de outros é considerada uma evidência da colisão.

Só que tem alguns problemas: quem examina as rochas lunares espera encontrar uma coisa chamada “fracionamento isotópico”. Isótopos mais leves viram vapor mais rápido que os mais pesados, então as rochas lunares devem ser ricas em isótopos pesados. Mas as análises feitas até agora não retornaram nada.

Pelo menos até agora. Um trabalho publicado na revista Nature relata a descoberta de isótopos pesados de zinco nas amostras de solo trazidas pelas missões Apolo. Esta é considerada a primeira grande evidência de que as rochas foram vaporizadas.

É aqui que as coisas começam a ficar estranhas e misteriosas. É quase certo que a lua se originou de uma colisão entre a Terra e outro corpo, mas o outro corpo era grande ou pequeno? A colisão era de alta velocidade ou baixa velocidade?

Os dois trabalhos publicados na Science respondem estas perguntas, mas com respostas opostas.

O primeiro estudo, conduzido pelo cientista Robin Canup, sustenta que o corpo que atingiu a Terra não era do tamanho de Marte, era maior.

Na simulação de Canup, os dois planetas tinham mais ou menos metade da massa atual da Terra. A colisão teria ocorrido em baixa velocidade, em duas etapas, onde primeiro eles se encontrariam e depois colidiriam novamente, fundindo-se em um só corpo 27 horas depois do primeiro contato.

Nesta teoria, a rocha que evaporou e entrou em órbita da Terra teria se agregado e formado a lua.

O segundo estudo, conduzido pelos cientistas planetários Matija Ćuk e Sarah T. Stewart, ambos da Universidade de Harvard (EUA), apresenta um tipo diferente de impacto.

Nesta hipótese, Teia seria menor que Marte, e o impacto seria de alta velocidade. Mas os dois trabalhos têm algo em comum: os dois dependem de um modelo de Terra em alta rotação, o que era considerado impossível até pouco tempo.

Já sabemos que a Terra está desacelerando à medida que a lua se afasta. É um equilíbrio de momento angular: a lua ganha momento angular que rouba da rotação da terra. O momento angular do sistema permanece constante. Em outras palavras, para cada distância da lua e da Terra, há um valor correto para a velocidade da rotação da terra. 

O dia, que hoje dura 24 horas, durava 5 horas no passado, segundo as teorias atuais. Mas para os dois trabalhos sobre o impacto darem certo, é preciso que a Terra tivesse uma rotação 2 a 2,5 vezes mais rápida do que se acreditava possível um pouco antes do impacto. Ou seja, o momento angular teria que ter variado depois do grande impacto.

Até alguns meses atrás, os cientistas achavam isto impossível. Então os mesmos Ćuk e Stewart apresentaram um trabalho em que apresentavam evidência de um fenômeno chamado “ressonância de eveção” (“evecton resonance”, no original).

Segundo esta hipótese, o momento angular do sistema Terra-lua foi diminuído de 2 a 2,5 vezes logo depois do impacto através de uma interação gravitacional bastante complicada entre a Terra, o sol e a recém-formada lua.

Como já dissemos, os dois trabalhos recentes sobre a origem da lua se baseiam no mesmo fenômeno, a ressonância de eveção, mas possuem três grandes diferenças:

1. Ćuk e Stewart estavam trabalhando com colisões de alta velocidade, diferente de Canup;
2. os primeiros consideram que Teia seria pequeno, em vez de grande;
3. Ćuk e Stewart queriam ver o que aconteceria quando o corpo que colidiu encontrasse uma Terra girando em torno de seu eixo a cada 2 a 2,5 horas.

Os dois modelos não são só diferentes entre si, como também diferem do modelo do Big Splat original. Os dois não podem ser verdadeiros ao mesmo tempo. Agora, só nos resta esperar para ver quem está certo (o que vai demorar, já que ainda não sabemos como determinar isso).

Fonte: http://hypescience.com/