NASA e o programa Artemis podem encontrar rochas do manto lunar perto do pólo sul

A NASA está a preparar-se para colocar astronautas nas proximidades do pólo sul da Lua - uma área onde nenhuma missão tripulada alguma vez chegou.

À primeira vista, o terreno parece o mesmo manto pálido e poeirento que cobre grande parte da superfície lunar.

No entanto, novas simulações computacionais sugerem que parte das rochas existentes nessas zonas de alunagem pode ter vindo de muito mais fundo do que a crosta.

Arrancadas de centenas de quilómetros de profundidade, essas rochas pertencem a uma região da Lua que nunca foi amostrada. Isso poderia colocar fragmentos do interior profundo a poucos minutos a pé de uma simples pegada de bota.

A cicatriz mais antiga da Lua

No lado oculto da Lua, invisível a partir da Terra, encontra-se a maior e mais antiga cratera de impacto conhecida.

Os cientistas chamam-lhe bacia Pólo Sul–Aitken: uma marca com mais de cerca de 1.930 km de largura, escavada há cerca de quatro mil milhões de anos. Como o impacto foi tão profundo, o lado oculto manteve-se relativamente calmo desde então.

A bacia conserva um registo da infância lunar que o lado próximo, mais dinâmico, apagou há muito. Funciona como uma cápsula do tempo do início do Sistema Solar.

Um choque desta dimensão deveria ter atravessado a crosta e lançado para a superfície material do manto lunar. Chegar a essa rocha enterrada é um objectivo perseguido há décadas.

Reconstruir a colisão

Para perceber como a cratera se formou, uma equipa recriou a colisão num computador, repetindo o grande impacto com diferentes velocidades e ângulos até que a bacia simulada coincidisse com a real.

O trabalho foi liderado pelo Dr. Shigeru Wakita, cientista planetário da Universidade de Purdue. O cenário que melhor funcionou não envolveu um choque suave nem um impacto frontal.

Para reproduzir a bacia, foi necessário um objecto com aproximadamente 257 km de largura a embater com um ângulo baixo, deslocando-se do norte da Lua em direcção ao sul.

É precisamente essa direcção que muda o enquadramento. A ideia mais comum antes era a de que o impactor teria chegado rumo a norte.

Contudo, o contorno assimétrico da bacia - uma elipse que se afunila na direcção do pólo sul - ajusta-se muito melhor a um impacto com trajectória para sul.

Um núcleo de ferro desigual

A colisão também ajuda a revelar a natureza do objecto. Uma rocha simples e homogénea não conseguiria esculpir a bacia observada.

Só um corpo estratificado produziu um resultado compatível: um núcleo de ferro denso, encerrado no interior de uma “concha” rochosa.

Esse objecto poderá ter sido um pequeno protoplaneta - um planeta que nunca chegou a completar a sua formação - ou um asteróide de grandes dimensões.

Ao atingir com um ângulo baixo, a camada rochosa externa do corpo foi sendo arrancada, enquanto o núcleo, mais pesado, continuou a avançar, cavando uma cavidade longa e afunilada ao longo do seu trajecto.

Quando os investigadores substituíram esse corpo por uma rocha única e uniforme, a bacia simulada ficou demasiado redonda.

Um estudo anterior defendia que o impacto teria vindo do norte. As novas simulações colocaram essa hipótese à prova do ponto de vista físico - e puseram-na em causa.

Ler a gravidade

Compreender como o material foi projectado é uma parte do problema; determinar onde acabou por cair é outra. Um estudo complementar seguiu o rasto dos detritos enterrados através do campo gravitacional lunar, recorrendo a um par de orbitadores da NASA.

A missão, conhecida como GRAIL, mapeou pequenas variações na atracção gravitacional a partir da órbita. A investigação foi liderada pelo Dr. Gabriel Gowman, da Universidade do Arizona.

Sempre que uma rocha enterrada é mais densa do que o material em redor, exerce uma tracção ligeiramente maior sobre uma nave que passe por cima.

Essas “puxões” adicionais permitem desenhar um mapa de onde se escondem materiais pesados no subsolo. A equipa de Gowman identificou uma faixa de zonas densas a contornar a orla da bacia, camuflada na manta de detritos lançada pelo impacto.

A densidade é compatível com rocha do manto soterrada. Com cerca de 402 km de largura, esse anel atravessa a região do pólo sul.

“"The precise distribution of mantle material has been a big unknown," said Gowman.”

Rochas ao alcance

Por si só, rocha do manto enterrada pouco ajuda. O cenário muda porque impactos mais pequenos e posteriores parecem ter perfurado esses depósitos muito depois de a bacia se ter formado.

Esses impactos poderão ter trazido parte do material profundo de volta à superfície, onde poderia ser recolhido à mão. É isso que aproxima a descoberta dos planos da NASA.

O programa Artemis da agência pretende levar astronautas a aterrar perto do pólo sul lunar por volta de 2028, e vários locais propostos ficam dentro desse anel - ou mesmo ao seu lado - rico em detritos com material do manto.

Modelos anteriores colocavam os detritos mais profundos longe das zonas de exploração previstas, fora do alcance das futuras missões.

Este novo trabalho inverte essa visão, ao sugerir que, em alguns pontos, poderá existir material do manto acumulado com espessura até cerca de 3,2 km e disperso por terrenos que as primeiras tripulações conseguirão percorrer a pé.

Onde procurar a seguir

Antes destes resultados, tanto o trajecto do impactor como a dispersão dos detritos mais profundos eram questões em aberto.

Agora, os cientistas dispõem de um modelo físico para a colisão e de um mapa gravitacional que indica onde o material profundo se instalou - com motivos para esperar amostras reais ao alcance.

Ainda assim, só a gravidade não prova a composição do que é denso. Pode tratar-se de rocha pesada do manto ou de metal remanescente do núcleo do impactor.

Uma medição de 2019 já tinha assinalado uma enorme massa enterrada sob a bacia, cuja origem continua a ser debatida.

Apenas uma amostra trazida para a Terra poderia resolver a questão e fixar com precisão uma das datas mais antigas da história da Lua.

Estudo lunar futurista

Para as tripulações que se dirigirem ao pólo sul, isto poderá significar recolher rochas provenientes de uma camada da Lua que nenhum ser humano tocou, durante as primeiras visitas da humanidade a essa região.

A ferida mais antiga do lado oculto poderá revelar-se também a mais generosa, oferecendo fragmentos do interior profundo a quem pousar no local certo.