Quase 50 anos desde que o homem caminhou pela primeira vez na lua, a raça humana está mais uma vez avançando com tentativas de pousar no satélite da Terra. Só este ano, A China pousou uma espaçonave robótica no outro lado da lua, enquanto a Índia está perto de pousar um veículo lunar, e Israel continua sua missão de pousar na superfície, apesar da quebra de seu recente empreendimento. Enquanto isso, a NASA anunciou que deseja enviar astronautas ao pólo sul da lua até 2024.

Mas, embora essas missões busquem aprofundar nosso conhecimento da lua, ainda estamos trabalhando para responder a uma questão fundamental sobre isso:como acabou onde está?

Em 21 de julho, 1969, a tripulação da Apollo 11 instalou o primeiro conjunto de espelhos para refletir os lasers direcionados à lua da Terra. Os experimentos subsequentes realizados com essas matrizes ajudaram os cientistas a calcular a distância entre a Terra e a Lua nos últimos 50 anos. Agora sabemos que a órbita da lua está ficando maior em 3,8 cm por ano - ela está se afastando da Terra.

Esta distancia, e o uso de rochas lunares para datar a formação da lua em 4,51 bilhões de anos atrás, são a base para a hipótese do impacto gigante (a teoria de que a lua se formou a partir de destroços após uma colisão no início da história da Terra). Mas se assumirmos que a recessão lunar sempre foi de 3,8 cm / ano, temos que voltar 13 bilhões de anos para encontrar uma época em que a Terra e a lua estivessem próximas (para que a lua se formasse). Isso é muito tempo atrás - mas a incompatibilidade não é surpreendente, e pode ser explicado pelos antigos continentes e marés do mundo.

Marés e recessão

A distância até a lua pode estar ligada à história das configurações continentais da Terra. A perda de energia das marés (devido ao atrito entre o oceano em movimento e o fundo do mar) retarda a rotação do planeta, o que força a lua a se afastar dela - a lua recua. As marés são amplamente controladas pela forma e pelo tamanho das bacias oceânicas da Terra. Quando as placas tectônicas da Terra se movem, a geometria do oceano muda, e a maré também. Isso afeta o recuo da lua, então parece menor no céu.

Isso significa que, se soubermos como as placas tectônicas da Terra mudaram de posição, podemos descobrir onde a lua estava em relação ao nosso planeta em um determinado momento.

Sabemos que a força da maré (e portanto a taxa de recessão) também depende da distância entre a Terra e a lua. Portanto, podemos supor que as marés eram mais fortes quando a lua era jovem e mais perto do planeta. Como a lua recuou rapidamente no início de sua história, as marés terão enfraquecido e a recessão mais lenta.

A matemática detalhada que descreve esta evolução foi desenvolvida por George Darwin, filho do grande Charles Darwin, em 1880. Mas sua fórmula produz o problema oposto quando inserimos nossos números modernos. Ele prevê que a Terra e a lua estavam próximas apenas 1,5 bilhão de anos atrás. A fórmula de Darwin só pode ser reconciliada com as estimativas modernas da idade e distância da lua se sua taxa típica de recessão recente for reduzida para cerca de um centímetro por ano.

A implicação é que as marés de hoje devem ser anormalmente grandes, causando a taxa de recessão de 3,8 cm. A razão para essas grandes marés é que o atual Oceano Atlântico Norte tem a largura e a profundidade certas para estar em ressonância com a maré, então o período natural de oscilação é próximo ao da maré, permitindo que fiquem muito grandes. Isso é muito parecido com uma criança em um balanço que se move mais alto se empurrada no momento certo.

Mas volte no tempo - alguns milhões de anos são suficientes - e o Atlântico Norte tem uma forma suficientemente diferente para que essa ressonância desapareça, e assim a taxa de recessão da lua terá sido mais lenta. À medida que as placas tectônicas moviam os continentes ao redor, e como a desaceleração da rotação da Terra mudou a duração dos dias e o período das marés, o planeta teria entrado e saído de estados semelhantes de maré forte. Mas não sabemos os detalhes das marés durante longos períodos de tempo e, como resultado, não podemos dizer onde a lua estava no passado distante.

Solução de sedimentos

Uma abordagem promissora para resolver isso é tentar detectar os ciclos de Milankovitch a partir de mudanças físicas e químicas em sedimentos antigos. Esses ciclos ocorrem por causa de variações na forma e orientação da órbita da Terra, e variações na orientação do eixo da Terra. Estes ciclos climáticos produzidos, como as eras glaciais dos últimos milhões de anos.

A maioria dos ciclos de Milankovitch não muda seus períodos ao longo da história da Terra, mas alguns são afetados pela taxa de rotação da Terra e a distância até a lua. Se pudermos detectar e quantificar esses períodos específicos, podemos usá-los para estimar a duração do dia e a distância entre a Terra e a lua no momento em que os sedimentos foram depositados. Até aqui, isso só foi tentado para um único ponto no passado distante. Sedimentos da China sugerem que 1,4 bilhão de anos atrás, a distância Terra-Lua era de 341, 000km (sua distância atual é 384, 000km).

Agora, pretendemos repetir esses cálculos para sedimentos em centenas de locais estabelecidos em diferentes períodos de tempo. Isso fornecerá um registro robusto e quase contínuo da recessão lunar nos últimos bilhões de anos, e nos dar uma melhor avaliação de como as marés mudaram no passado. Juntos, esses estudos inter-relacionados produzirão uma imagem consistente de como o sistema Terra-lua evoluiu ao longo do tempo.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.