Cerca de 4,4 bilhões de anos atrás, o sistema solar primitivo se assemelhava a um jogo de dodgeball de rochas espaciais, com asteroides e cometas massivos e, mais tarde, rochas menores e detritos galácticos atingiram a lua e outros corpos terrestres infantis. Esse período terminou há cerca de 3,8 bilhões de anos. Na lua, esse período tumultuado deixou para trás uma face cheia de crateras e uma crosta rachada e porosa.
Agora, os cientistas do MIT descobriram que a porosidade da crosta da lua, chegando bem abaixo da superfície, pode revelar muito sobre a história do bombardeio da lua.

Em um estudo publicado em Nature Geoscience , a equipe mostrou através de simulações que, no início do período de bombardeio, a lua era altamente porosa – quase um terço tão porosa quanto pedra-pomes. Essa alta porosidade foi provavelmente resultado de impactos maciços iniciais que destruíram grande parte da crosta.

Os cientistas assumiram que um ataque contínuo de impactos aumentaria lentamente a porosidade. Mas, surpreendentemente, a equipe descobriu que quase toda a porosidade da lua se formou rapidamente com esses impactos massivos, e que o ataque contínuo de impactores menores realmente compactaram sua superfície. Esses impactos menores e posteriores atuaram, em vez disso, para espremer e compactar algumas das rachaduras e falhas existentes na lua.

A partir de suas simulações, os pesquisadores também estimaram que a lua experimentou o dobro do número de impactos que pode ser visto na superfície. Esta estimativa é menor do que o que outros assumiram.

“Estimativas anteriores colocam esse número muito mais alto, até 10 vezes os impactos que vemos na superfície, e estamos prevendo que houve menos impactos”, diz o coautor do estudo Jason Soderblom, pesquisador do Departamento de Terra do MIT. , Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS). “Isso é importante porque limita o material total que impactadores como asteroides e cometas trouxeram para a lua e corpos terrestres, e dá restrições à formação e evolução de planetas em todo o sistema solar”.

O principal autor do estudo é o pós-doutorando da EAPS Ya Huei Huang, juntamente com colaboradores da Purdue University e da Auburn University.

Um registro poroso

No novo estudo da equipe, os pesquisadores procuraram rastrear a mudança na porosidade da lua e usar essas mudanças abaixo da superfície para estimar o número de impactos que ocorreram em sua superfície.

“Sabemos que a lua foi tão bombardeada que o que vemos na superfície não é mais um registro de todos os impactos que a lua já teve, porque em algum momento os impactos estavam apagando os impactos anteriores”, diz Soderblom. “O que estamos descobrindo é que a forma como os impactos criaram porosidade na crosta não é destruída, e isso pode nos dar uma melhor restrição no número total de impactos aos quais a lua foi submetida”.

Para traçar a evolução da porosidade da lua, a equipe analisou as medições feitas pelo Gravity Recovery and Interior Laboratory da NASA, ou GRAIL, uma missão projetada pelo MIT que lançou espaçonaves gêmeas ao redor da lua para mapear com precisão a gravidade da superfície.

Os pesquisadores converteram os mapas de gravidade da missão em mapas detalhados da densidade da crosta subjacente da lua. A partir desses mapas de densidade, os cientistas também conseguiram mapear a porosidade atual em toda a crosta lunar. Esses mapas mostram que as regiões ao redor das crateras mais jovens são altamente porosas, enquanto as regiões menos porosas circundam as crateras mais antigas.

Cronologia da cratera

Em seu novo estudo, Huang, Soderblom e seus colegas procuraram simular como a porosidade da lua mudou quando foi bombardeada com impactos grandes e depois menores. Eles incluíram em sua simulação a idade, tamanho e localização das 77 maiores crateras na superfície da lua, juntamente com estimativas derivadas do GRAIL da porosidade atual de cada cratera. A simulação inclui todas as bacias conhecidas, desde as mais antigas até as mais novas bacias de impacto na Lua, com idades entre 4,3 bilhões e 3,8 bilhões de anos.

Para suas simulações, a equipe usou as crateras mais jovens com a maior porosidade atual como ponto de partida para representar a porosidade inicial da lua nos estágios iniciais do pesado bombardeio lunar. Eles raciocinaram que as crateras mais antigas que se formaram nos estágios iniciais teriam começado altamente porosas, mas teriam sido expostas a novos impactos ao longo do tempo que compactaram e reduziram sua porosidade inicial. Em contraste, crateras mais jovens, embora tenham se formado mais tarde, teriam sofrido menos ou nenhum impacto subsequente. Sua porosidade subjacente seria então mais representativa das condições iniciais da lua.

“Usamos a bacia mais jovem que temos na Lua, que não sofreu muitos impactos, e usamos isso como uma maneira de começar como condições iniciais”, explica Huang. "Nós então usamos uma equação para ajustar o número de impactos necessários para ir dessa porosidade inicial para a porosidade atual mais compactada das bacias mais antigas."

A equipe estudou as 77 crateras em ordem cronológica, com base em suas idades previamente determinadas. Para cada cratera, a equipe modelou a quantidade pela qual a porosidade subjacente mudou em comparação com a porosidade inicial representada pela cratera mais jovem. Eles assumiram que uma mudança maior na porosidade estava associada a um número maior de impactos e usaram essa correlação para estimar o número de impactos que teriam gerado a porosidade atual de cada cratera.

Essas simulações mostraram uma tendência clara:no início do pesado bombardeio lunar, há 4,3 bilhões de anos, a crosta era altamente porosa – cerca de 20% (em comparação, a porosidade da pedra-pomes é de cerca de 60 a 80%). Mais perto de 3,8 bilhões de anos atrás, a crosta se tornou menos porosa e permanece com a porosidade atual de cerca de 10%.

Essa mudança na porosidade é provavelmente o resultado de impactadores menores agindo para compactar uma crosta fraturada. A julgar por essa mudança de porosidade, os pesquisadores estimam que a lua experimentou cerca do dobro do número de pequenos impactos que pode ser visto em sua superfície hoje.

“Isso coloca um limite superior nas taxas de impacto em todo o sistema solar”, diz Soderblom. “Agora também temos uma nova apreciação de como os impactos governam a porosidade dos corpos terrestres”. + Explorar mais

A crosta da lua é o mais fraturada possível