Desde a formação da Lua, os impactos de asteroides desempenharam um papel crucial na modelagem de sua superfície. Essas colisões esculpiram vastas crateras e bacias, alterando a paisagem e a química lunar. O que os cientistas ainda não compreendem completamente é a profundidade com que esses enormes impactos afetaram a Lua abaixo da superfície.
Para explorar essa questão, uma equipe liderada pelo Prof. Hengci Tian do Instituto de Geologia e Geofísica da Academia Chinesa de Ciências (IGGCAS) analisou amostras de basalto lunar retornadas pela Chang’e-6 (CE6). Essas rochas vieram da Bacia Polo Sul-Aitken (SPA), a maior e mais antiga bacia de impacto conhecida na Lua. As amostras se destacaram imediatamente porque sua composição isotópica de potássio (K) era mais pesada do que qualquer basalto lunar previamente coletado pelas missões Apollo ou encontrado em meteoritos lunares.
Por que o Potássio Oferece Dicas sobre Impactos Antigos
O potássio é considerado um elemento moderadamente volátil, o que significa que pode evaporar parcialmente sob temperaturas extremas. Durante um impacto massivo, as temperaturas disparam, permitindo que o potássio se vaporize e seus isótopos se separem. Esse processo deixa para trás um registro químico que pode revelar a intensidade do impacto, as condições durante o evento e como a colisão alterou materiais na crosta e no manto lunar.
Com isso em mente, os pesquisadores concentraram-se em medir a composição isotópica de potássio nas amostras da Chang’e-6.
Essa Evidência Química de uma Colisão Gigante
Os resultados, publicados na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), vinculam a assinatura isotópica incomum de potássio diretamente ao colossal impacto que criou a Bacia SPA.
Utilizando técnicas de alta precisão, a equipe mediu isótopos de potássio em quatro fragmentos de basalto com espectrometria de massa por plasma induzido acoplada a múltiplos coletores (MC-ICP-MS). Todas as amostras da CE6 apresentaram valores elevados de δ41K, variando de 0.001 ± 0.028‰ a 0.093 ± 0.014‰ (média: 0.038 ± 0.044‰, 2SE). Essa média é cerca de 0.16‰ mais alta do que os valores medidos em basaltos lunares da Apollo (-0.13 ± 0.06‰, 2SE), que são amplamente considerados representativos do manto lunar e do Bulk Silicate Moon.
Excluindo Outras Explicações
Para determinar o que causou essa concentração de isótopos pesados de potássio, os pesquisadores examinaram três fatores possíveis. Eles avaliaram a exposição prolongada a raios cósmicos, mudanças durante a evolução do magma e contaminação por meteoritos. Cada um desses processos foi encontrado com apenas um efeito mínimo, bem dentro da incerteza de medição, e nenhum poderia explicar a alteração química observada nas amostras.
Um Impacto Duradouro na Vulcanismo Lunar
A análise, por sua vez, aponta para uma perda em larga escala de elementos voláteis durante o impacto formador da SPA, particularmente por meio da evaporação do potássio. Essa depleção pode ter reduzido a produção de magma no lado distante da Lua, ajudando a explicar por que a atividade vulcânica tem sido historicamente mais extensa no lado próximo do que no lado distante.
Simulações computacionais apoiaram essa interpretação. Elas mostraram que o impacto não apenas escavou profundamente a crosta lunar e possivelmente o manto, mas também liberou calor suficiente para impulsionar a convecção no interior da Lua.
O que Isso Significa para a Lua e Além
Conjuntamente, essas descobertas mostram que o impacto que formou a Bacia Polo Sul-Aitken alterou profundamente a Lua bem abaixo de sua superfície. De forma mais ampla, o estudo ressalta como impactos massivos podem moldar a química interna e a evolução de planetas e luas rochosas em todo o sistema solar.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pela Associação de Promoção da Inovação da Juventude da CAS e outras fontes.