A Lua teve atividade vulcânica surpreendentemente recente, confirmam amostras de missão espacial chinesa

Vulcões estavam em erupção na Lua há apenas 120 milhões de anos, sugerem evidências coletadas por uma espaçonave chinesa. Até os últimos anos, os cientistas pensavam que a atividade vulcânica havia terminado na Lua há cerca de 2 bilhões de anos.

As descobertas, publicadas na Science, vêm da análise de rochas e solo lunares trazidos à Terra pela sonda espacial chinesa Chang’e 5 em 2020. Embora esses resultados sejam difíceis de conciliar com a história aceita do vulcanismo lunar, é possível que algumas áreas do interior da Lua sejam mais enriquecidas em elementos radioativos que geram o calor que impulsiona a atividade vulcânica.

A região onde a Chang’e 5 pousou, chamada Oceanus Procellarum, pode ser uma dessas áreas onde as rochas foram enriquecidas com esses elementos produtores de calor.

O vulcanismo é uma das principais formas pelas quais todos os corpos rochosos planetários perdem seu calor. Os corpos rochosos em nosso Sistema Solar são a Terra, Vênus, Marte, Mercúrio, o satélite de Júpiter, Io, e o satélite da Terra, a Lua.

Todas as evidências disponíveis sugerem que Vênus é atualmente vulcanicamente ativo. Em Marte, podemos datar as idades de formação de grandes fluxos de lava contando o número de crateras de impacto nesses fluxos.

Essa técnica de contagem de crateras depende do fato de que crateras se formam aleatoriamente e uniformemente em superfícies planetárias, então terrenos com muitas crateras são considerados mais antigos. Os resultados sugerem que Marte, que tem metade do tamanho da Terra, é vulcanicamente ativo a cada poucos milhões de anos.

Isso é esperado, porque corpos maiores conservam calor melhor do que os menores. Com base nisso, Mercúrio, que tem um terço do tamanho da Terra, e nossa Lua, um quarto do tamanho da Terra, deveriam estar vulcanicamente mortos por cerca de 2 bilhões de anos.

O mesmo deve ser verdade para Io, que é similar em tamanho à nossa Lua. No entanto, forças de maré geradas por interações gravitacionais com Júpiter dão a Io uma fonte de calor adicional e forte. Io é muito vulcanicamente ativa como resultado.

As áreas escuras da Lua

A maioria das erupções na Lua ocorreu perto das bordas de depressões gigantes formadas no início da história da Lua por impactos de asteroides. A lava inundou o interior dessas bacias para formar as áreas escuras no lado próximo da Lua. Essas áreas são chamadas de maria (singular mare), o latim para mares, porque as camadas planas de lava foram confundidas com extensões de água pelos primeiros observadores.

Análises da composição e idade das amostras retornadas dessas áreas de mar pelas seis missões Apollo e três sondas robóticas soviéticas foram consistentes com a crença de que não houve atividade vulcânica geologicamente recente na Lua.

Esse entendimento persistiu até que imagens de altíssima resolução da superfície lunar da missão Lunar Reconnaissance Orbiter dos EUA ficaram disponíveis após o lançamento da missão em 2009. Contagens do número de crateras de impacto muito pequenas revelaram uma ausência de crateras em algumas áreas vulcânicas com texturas de superfície incomuns, chamadas de manchas de mar irregulares (IMPs).

A explicação mais simples para isso era que esses IMPs eram jovens, tipicamente com cerca de 100 milhões de anos. Isso é 20 vezes mais jovem do que a idade mais jovem de 2 bilhões de anos que era esperada.

Em uma tentativa de reconciliar essas observações com a história aceita do vulcanismo lunar, foi apontado que a ausência de qualquer atmosfera na Lua tornaria as erupções lá significativamente diferentes daquelas na Terra. A ausência de pressão confinante teria permitido que lavas em erupção liberassem quase todos os compostos gasosos dissolvidos nelas, permitindo que alguns fluxos de lava contivessem um número muito grande de bolhas de gás – a ponto de serem uma espuma.

Impactos de meteoroides nessa espuma macia produziriam crateras muito menores do que em rocha sólida, fazendo com que o método de contagem de crateras fornecesse idades muito recentes.

Essa questão tem sido alvo de muito debate, e a melhor maneira de resolvê-la é o retorno de amostras à Terra para análise laboratorial detalhada. Chang’e 5 trouxe de volta amostras de um fluxo de lava muito grande que já era conhecido, pela contagem de crateras, como relativamente jovem em termos geológicos.

As análises iniciais de muitos fragmentos da lava foram consistentes com a teoria há muito aceita de que o vulcanismo lunar parou há 2 bilhões de anos. No entanto, um exame mais detalhado das amostras chinesas, conforme descrito no novo artigo da Science, focou em alguns dos menores fragmentos — a maioria de rochas quebradas e derretidas em gotículas por impactos de meteoroides.

Três dessas 3.000 gotículas foram identificadas, por sua química detalhada, como de origem vulcânica, e têm apenas 120 milhões de anos — muito semelhantes às idades jovens inferidas para IMPs em outras partes da Lua.

Erupções lunares

Erupções lunares deveriam ter envolvido fontes de lava altas como aquelas comumente vistas em erupção no Havaí, por exemplo. Enquanto a maioria dessas gotículas teria se acumulado em fluxos de lava, algumas teriam sido lançadas por dezenas de quilômetros para outras partes da superfície da Lua.

As três “gotículas vulcânicas” identificadas na amostra da Chang’e 5 provavelmente não foram expelidas da mesma abertura que a maior parte da rocha e do solo entregues à Terra. Isso explicaria por que essas gotículas são muito mais jovens do que o fluxo de lava no local de pouso da Chang’e 5.

Essas três gotículas vítreas são a primeira evidência física que temos de atividade vulcânica anormalmente recente na Lua. Teria que haver concentrações muito maiores de elementos radioativos produtores de calor em algumas áreas do que em outras para que a atividade vulcânica tivesse ocorrido tão recentemente quanto os novos resultados sugerem. Então, essas descobertas podem levar a uma grande revisão em nossa compreensão de como a Lua se desenvolveu.