Uma cratera de impacto gigante na lua pode conter pedaços primordiais do manto lunar e remanescentes de um Oceano de magma antigo dizem os pesquisadores. CrewMembers no próximo Missões de Artemis poderia potencialmente retornar amostras do manto jovem de volta à Terra, fornecendo informações sobre os estágios finais da formação lunar.
“Propomos que o Pólo Sul-Aitken (impactor) escavou um fino oceano de magma em estágio tardio”, disse Jeff Andrews-Hanna, cientista planetário da Universidade do Arizona, em março na conferência anual de ciências lunares e planetárias em Woodlands, Texas. “Artemis provará o spa ejeta e o possível material do Oceano Magma”.
A bacia do pólo sul-pólo tem um alongamento muito leve, o que sugere um impacto oblíquo, em vez de um Colisão de frente de sua collider dos pais. Na borda norte, está um pool de material, um excesso de crosta espessa cujo volume corresponde aproximadamente a quantidade de crosta ausente da bacia. Um impacto que viaja para o norte poderia ter soprado material do acidente para o norte, à frente dele.
Mas Andrews-Hanna e seus colegas decidiram adotar uma abordagem diferente da bacia. Em vez de olhar para o possível material interior, eles estudaram a forma e o compararam com outras crateras em forma de lágrima na lua. Quando a corpo rochoso colide com a superfície lunar em ângulo, a bacia resultante é alongada na direção do impacto. Outras crateras lunares alongadas diminuem na direção em que o objeto estava se movendo. O Spa tem uma forma cônica, mas é ao sul, não ao norte – levando os pesquisadores a concluir que o objeto estava se movendo para o sul, não para o norte.
“Tivemos os dados necessários para medir a forma da bacia por um longo tempo”, disse Andrews-Hanna. “Foi preciso uma perspectiva diferente para ver a bacia dessa maneira”.
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Uma visão do maior recurso de impacto da Lua, a bacia do Polo Sul-Aitken. Esta região se estende entre a cratera de Aitken e o pólo sul (daí o nome). A imagem destaca o quanto esse evento de impacto antigo afetou o lado distante da lua. (Crédito da imagem: NASA/GSFC/Arizona State University)
Separação de crosta e manto
Quando o sistema solar era jovem, um objeto do tamanho de Marte colidiu com o terra nascente . Os dois protoplanetas foram destruídos e recombinados lentamente em dois novos objetos – Terra e a lua – brevemente Liquefição de ambos os objetos .
O material do manto fundido esfriou lentamente e começou a cristalizar. Um mineral de baixa densidade chamado plagioclase flutuou para a superfície para formar a crosta, enquanto os materiais mais densos afundavam no interior. Andrews-Hanna chamou isso de “arma de fumar” para a existência de um oceano de magma durante o processo de formação lunar.
Ao mesmo tempo, alguns dos materiais – componentes como potássio, elementos de terras raras e fósforo, que são frequentemente referidas como Crept (potássio (k), elementos de terras raras (REE) e fósforo (P)) – não entraram em cristais e, em vez disso, começaram a se concentrar no fundido.
Estudos anteriores já haviam revelado a presença de tório consistente com o impacto de Kreep derreter ao longo do piso da bacia, sugerindo que o material do manto pode ter quebrado através da crosta durante o impacto. Mas nenhum sinal de material do manto foi visto ao norte.
Quando Andrews-Hanna e seus colegas revisaram os mapas da lua, eles descobriram que o cobertor do sudoeste ejeta carrega uma quantidade significativa de tório relacionada ao material circundante. Eles concluíram que o oceano magma cristalizante lentamente infiltrava da crosta após o impacto do spa.
Quando combinado com outra área no lado próximo da lua, conhecido como Terrane Procellarum Kreep (PKT), o material do spa pode fornecer um vislumbre do interior lunar em evolução. Estudos anteriores sugeriram que o impacto do spa pode ter empurrado o oceano magma para o lado oposto do planeta para formar o PKT. Mas a nova pesquisa mostra que as duas regiões se formaram de forma independente, com o impacto do spa ocorrendo antes da formação de PKT.
“Juntos, Spa e o PKT podem contar a história da evolução tardia do Oceano Magma lunar”, disse Andrews-Hanna.
Amostras do PKT já foram devolvidas à terra durante o Apollo Missões e da China Missão Chang’e 5 trouxe de volta rochas lunares adicionais da região em 2020. Outras amostras do Chang’e 6 subsequente retornou à Terra em 2024 Também continha amostras da bacia do Polo Sul -Aitken.
A descoberta tem implicações significativas para os tripulados Missão Artemis que está atualmente planejado para pousar na lua em 2026, embora exista atualmente preocupações com segurança . Os astronautas poderão retirar amostras do manto para retornar à Terra. Essas amostras podem ser comparadas com as rochas da lua da região da PKT para fornecer instantâneos do manto lunar durante duas épocas diferentes, que, por sua vez, podem ajudar a determinar quando o Oceano Magma lunar se formou.
O Spa fornecerá pistas cruciais sobre o Oceano Magma, que Andrews-Hanna disse que “está inextricavelmente ligado ao nascimento da Terra”. Embora os cientistas tenham uma idéia aproximada de quanto tempo levou o Oceano Magma para cristalizar, o período exato é um desafio para definir.
“Esperamos que possamos determinar uma idade precisa para o spa depois que as amostras forem devolvidas”, disse Andrews-Hanna. Isso “nos dará uma idade precisa para esta cristalização de magma oceânica em estágio tardio capturado pelo impacto”.
