p Uma bússola convencional seria de pouca utilidade na lua, que hoje carece de um campo magnético global. p Mas a lua produziu um campo magnético bilhões de anos atrás, e provavelmente era ainda mais forte do que o campo da Terra hoje. Os cientistas acreditam que este campo lunar, como o da Terra, foi gerado por um poderoso dínamo - a agitação do núcleo da lua. Em algum ponto, este dínamo, e o campo magnético que gerou, enfraqueceu.

p Agora, os cientistas do MIT e de outros lugares determinaram o momento do fim do dínamo lunar, a cerca de 1 bilhão de anos atrás. Os resultados aparecem hoje no jornal Avanços da Ciência .

p O novo tempo elimina algumas teorias sobre o que impulsionou o dínamo lunar em seus estágios posteriores e favorece um mecanismo particular:a cristalização do núcleo. À medida que o núcleo de ferro interno da lua se cristalizava, o fluido eletricamente carregado do núcleo do líquido foi agitado de forma flutuante, produzindo o dínamo.

p "O campo magnético é uma coisa nebulosa que permeia o espaço, como um campo de força invisível, "diz Benjamin Weiss, professor da terra, atmosférico, e ciências planetárias no MIT. "Nós mostramos que o dínamo que produziu o campo magnético da lua morreu em algum lugar entre 1,5 e 1 bilhão de anos atrás, e parece ter sido alimentado de forma semelhante à da Terra. "

p Os co-autores de Weiss no artigo são os co-autores Saied Mighani e Huapei Wang, bem como Caue Borlina e Claire Nichols do MIT, junto com David Shuster, da Universidade da Califórnia em Berkeley.

p Teorias de dínamo de duelo

p Ao longo dos últimos anos, O grupo de Weiss e outros descobriram sinais de um forte campo magnético, de cerca de 100 microteslas, em rochas lunares tão antigas quanto 4 bilhões de anos. Para comparação, O campo magnético da Terra hoje é de cerca de 50 microteslas.

p Em 2017, O grupo de Weiss estudou uma amostra coletada do projeto Apollo da NASA, e encontrou traços de um campo magnético muito mais fraco, abaixo de 10 microteslas, em uma rocha lunar, eles determinaram ter cerca de 2,5 bilhões de anos. O pensamento deles na época era que talvez dois mecanismos para o dínamo lunar estivessem em jogo:o primeiro poderia ter gerado um sistema muito mais forte, campo magnético anterior cerca de 4 bilhões de anos atrás, antes de ser substituído por um segundo, mecanismo de vida mais longa que sustentou um campo muito mais fraco, até pelo menos 2,5 bilhões de anos atrás.

p "Existem várias idéias sobre quais mecanismos moviam o dínamo lunar, e a questão é, como você descobre qual deles fez isso? ”Weiss diz.“ Acontece que todas essas fontes de energia têm diferentes vidas úteis. Então, se você pudesse descobrir quando o dínamo desligou, então você poderia distinguir entre os mecanismos que foram propostos para o dínamo lunar. Esse foi o objetivo deste novo artigo. "

p A maioria das amostras lunares de estudos magnéticos das missões Apollo foram de rochas antigas, datando de cerca de 3 bilhões a 4 bilhões de anos. Estas são rochas que originalmente foram expelidas como lava em uma superfície lunar muito jovem, e conforme esfriavam, seus grãos microscópicos alinhados na direção do campo magnético da lua. Grande parte da superfície da lua está coberta por tais rochas, que permaneceram inalterados desde então, preservando um registro do antigo campo magnético.

p Contudo, As rochas lunares cujas histórias magnéticas começaram há menos de 3 bilhões de anos têm sido muito mais difíceis de encontrar porque a maior parte do vulcanismo lunar já havia cessado nessa época.

p "Os últimos 3 bilhões de anos de história lunar têm sido um mistério porque quase não há registro de rock disso, "Weiss diz.

p "Pequenas bússolas"

p No entanto, ele e seus colegas identificaram duas amostras de rocha lunar, coletados por astronautas durante as missões Apollo, que parecem ter sofrido um grande impacto há cerca de 1 bilhão de anos e, como resultado, foram derretidos e soldados novamente de tal forma que seu antigo registro magnético foi praticamente apagado.

p A equipe levou as amostras de volta ao laboratório e primeiro analisou a orientação dos elétrons de cada rocha, que Weiss descreve como "pequenas bússolas" que se alinham na direção de um campo magnético existente ou aparecem em orientações aleatórias na ausência de um. Para ambas as amostras, a equipe observou o último:configurações aleatórias de elétrons, sugerindo que as rochas se formaram em um campo magnético extremamente fraco a essencialmente zero, de não mais que 0,1 microteslas.

p A equipe então determinou a idade de ambas as amostras usando uma técnica de datação radiométrica que Weiss e Shuster foram capazes de adaptar para este estudo.

p A equipe submeteu as amostras a uma bateria de testes para ver se eram de fato bons gravadores magnéticos. Em outras palavras, uma vez que foram reaquecidos por algum impacto massivo, poderiam ainda ter sido sensíveis o suficiente para registrar até mesmo um campo magnético fraco na lua, se existisse?

p Para responder a isso, os pesquisadores colocaram ambas as amostras em um forno e as explodiram com altas temperaturas para apagar efetivamente seu registro magnético, em seguida, expôs as rochas a um campo magnético gerado artificialmente em laboratório à medida que esfriavam.

p Os resultados confirmaram que as duas amostras eram de fato gravadores magnéticos confiáveis ​​e que a intensidade do campo que mediram inicialmente, de 0,1 microteslas, representou com precisão o valor máximo possível do campo magnético extremamente fraco da lua há 1 bilhão de anos. Weiss diz que um campo de 0,1 microteslas é tão baixo que é provável que o dínamo lunar tenha terminado por esta altura.

p As novas descobertas estão de acordo com o tempo de vida previsto para a cristalização do núcleo, um mecanismo proposto para o dínamo lunar que poderia ter gerado um campo magnético fraco e de longa duração na parte posterior da história da lua. Weiss diz que antes da cristalização do núcleo, um mecanismo conhecido como precessão pode ter alimentado um dínamo muito mais forte, embora de vida curta. A precessão é um fenômeno pelo qual a casca externa sólida de um corpo como a lua, em estreita proximidade com um corpo muito maior, como a Terra, oscila em resposta à gravidade da Terra. Essa oscilação agita o fluido no núcleo, a maneira como agitar uma xícara de café agita o líquido de dentro.

p Cerca de 4 bilhões de anos atrás, a lua infantil estava provavelmente muito mais perto da Terra do que é hoje, e muito mais suscetível aos efeitos gravitacionais do planeta. À medida que a lua se afastava lentamente da Terra, o efeito da precessão diminuiu, enfraquecendo o dínamo e o campo magnético, por sua vez. Weiss diz que é provável que cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, a cristalização do núcleo se tornou o mecanismo dominante pelo qual o dínamo lunar continuou, produzindo um campo magnético mais fraco que continuou a se dissipar à medida que o núcleo da lua se cristalizava totalmente.

p O grupo está procurando em seguida medir a direção do antigo campo magnético da lua na esperança de obter mais informações sobre a evolução da lua. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.