Novas evidências mostram que o nascimento explosivo da lua foi mais estranho que o imaginado

Por , em 21.10.2012

A origem da lua é um problema que têm mantido os cientistas ocupados há bastante tempo. Na década de 1950, haviam três hipóteses sobre o acontecimento: uma que dizia que a Terra girava tão rápido que espirrou um pedaço que virou a lua; uma que dizia que a lua passou perto demais da Terra e foi capturada; e a que dizia que a Terra e a lua se formaram juntas, já uma em órbita com a outra.

No final da década de 1960 e início da década de 1970, com o resultado da análise do solo lunar feito pelas sondas Surveyor e a análise das amostras de solo trazidas pelos astronautas da Apolo, essas teorias foram abandonadas e uma nova teoria foi estabelecida: a do Big Splat, ou grande colisão.

Segundo esta teoria, uma colisão planetária entre a Terra e um planeta hipotético, Teia, 4,6 bilhões de anos atrás, teria dado origem à lua. Há inclusive simulações mostrando como isto explica a inclinação do eixo da Terra e da órbita da lua, por exemplo.

Recentemente, três trabalhos, um publicado na revista Nature e dois outros na Science, provaram que realmente a teoria do Big Splat é a mais provável de todas (o trabalho publicado na Nature) e acrescentaram elementos esquisitos e misteriosos à ela (os dois outros trabalhos).

O grande impacto

Segundo a teoria atual, um corpo do tamanho de Marte atingiu a Terra, ejetando uma quantidade enorme de detritos (restos da colisão) em órbita. Esses “pedaços” formaram um anel, que mais tarde se reuniram em um corpo: a lua que conhecemos.

Essa teoria se impôs às outras em parte por causa das evidências químicas. As rochas lunares têm falta de elementos como sódio, potássio, zinco e chumbo. Estes elementos são chamados de “voláteis” porque evaporam e se dissipam mais facilmente da rocha vaporizada. Outros elementos não evaporam tão fácil e a presença de uns e ausência de outros é considerada uma evidência da colisão.

Só que tem alguns problemas: quem examina as rochas lunares espera encontrar uma coisa chamada “fracionamento isotópico”. Isótopos mais leves viram vapor mais rápido que os mais pesados, então as rochas lunares devem ser ricas em isótopos pesados. Mas as análises feitas até agora não retornaram nada.

Pelo menos até agora. Um trabalho publicado na revista Nature relata a descoberta de isótopos pesados de zinco nas amostras de solo trazidas pelas missões Apolo. Esta é considerada a primeira grande evidência de que as rochas foram vaporizadas.

Qual a escala do Big Splat?

É aqui que as coisas começam a ficar estranhas e misteriosas. É quase certo que a lua se originou de uma colisão entre a Terra e outro corpo, mas o outro corpo era grande ou pequeno? A colisão era de alta velocidade ou baixa velocidade?

Os dois trabalhos publicados na Science respondem estas perguntas, mas com respostas opostas.

O primeiro estudo, conduzido pelo cientista Robin Canup, sustenta que o corpo que atingiu a Terra não era do tamanho de Marte, era maior.

Na simulação de Canup, os dois planetas tinham mais ou menos metade da massa atual da Terra. A colisão teria ocorrido em baixa velocidade, em duas etapas, onde primeiro eles se encontrariam e depois colidiriam novamente, fundindo-se em um só corpo 27 horas depois do primeiro contato.

Nesta teoria, a rocha que evaporou e entrou em órbita da Terra teria se agregado e formado a lua.

O segundo estudo, conduzido pelos cientistas planetários Matija Ćuk e Sarah T. Stewart, ambos da Universidade de Harvard (EUA), apresenta um tipo diferente de impacto.

Nesta hipótese, Teia seria menor que Marte, e o impacto seria de alta velocidade. Mas os dois trabalhos têm algo em comum: os dois dependem de um modelo de Terra em alta rotação, o que era considerado impossível até pouco tempo.

Tornando possíveis as colisões “impossíveis”

Já sabemos que a Terra está desacelerando à medida que a lua se afasta. É um equilíbrio de momento angular: a lua ganha momento angular que rouba da rotação da terra. O momento angular do sistema permanece constante. Em outras palavras, para cada distância da lua e da Terra, há um valor correto para a velocidade da rotação da terra.

O dia, que hoje dura 24 horas, durava 5 horas no passado, segundo as teorias atuais. Mas para os dois trabalhos sobre o impacto darem certo, é preciso que a Terra tivesse uma rotação 2 a 2,5 vezes mais rápida do que se acreditava possível um pouco antes do impacto. Ou seja, o momento angular teria que ter variado depois do grande impacto.

Até alguns meses atrás, os cientistas achavam isto impossível. Então os mesmos Ćuk e Stewart apresentaram um trabalho em que apresentavam evidência de um fenômeno chamado “ressonância de eveção” (“evecton resonance”, no original).

Segundo esta hipótese, o momento angular do sistema Terra-lua foi diminuído de 2 a 2,5 vezes logo depois do impacto através de uma interação gravitacional bastante complicada entre a Terra, o sol e a recém-formada lua.

Como já dissemos, os dois trabalhos recentes sobre a origem da lua se baseiam no mesmo fenômeno, a ressonância de eveção, mas possuem três grandes diferenças:

  1. Ćuk e Stewart estavam trabalhando com colisões de alta velocidade, diferente de Canup;
  2. os primeiros consideram que Teia seria pequeno, em vez de grande;
  3. Ćuk e Stewart queriam ver o que aconteceria quando o corpo que colidiu encontrasse uma Terra girando em torno de seu eixo a cada 2 a 2,5 horas.

Os dois modelos não são só diferentes entre si, como também diferem do modelo do Big Splat original. Os dois não podem ser verdadeiros ao mesmo tempo. Agora, só nos resta esperar para ver quem está certo (o que vai demorar, já que ainda não sabemos como determinar isso).[io9, PhysOrg, PopSci]

3 comentários

  • Marcos Aurelio:

    Pelas publicações da astrônima que leio concluiu que algo deixou o universo muito chato! tudo é uma incrível colisão entre dois corpos, geralmente a pobre e parada Terra esperando pra levar chumbo! Mas de concreto nunca houve nenhum colisão entre dois corpo grandes e massivos, de ordem de grandeza superior a lua por exemplo, foi observada. Tem asteroides e cometas que descrevem orbitas por anos um planeta ou um grupo de planetas e o sol, esses entram em rota de colisão de vez em nunca e a relação entre os corpos envolvidos no impacto tem sido sempre desproporcionais, algo de um grão de feijão contra uma bola de futebol. Mas na publicação astronômica é sempre é planeta colidindo com planeta, estrela com estrela, galaxia com galaxia!!! Fora esses métodos de datação que não tem limite e nem variantes, data 150 milhões de anos e data 4,5 bilhões de anos com a mesma eficacia e claro já tudo 100% “comprovado”!

    • PHAS:

      Temos inúmeras fotos de colisões de galáxias. Através de medições via efeito doppler, sabemos que nossa própria galáxia vizinha, Andrômeda, está vindo em nossa direção a quase 300 Km/s. Em 1994, assistimos em primeira mão e em tempo real, o cometa Shoemaker-Levy 9, fragmentado em pedaços de até 2km de diâmetro, colidir com Júpiter a uma velocidade 60Km/s (colisão que se fosse na Terra, teria extinguido todas as formas de vida). Não temos tido grandes colisões com frequência devido à meia idade do nosso sistema solar, já estabilizado (~4,6 bilhões de anos), mas incontáveis crateras de impacto são perfeitamente visíveis em luas e planetas diversos do sistema solar, provando que nossa origem planetária foi tremendamente turbulenta.

      RESUMINDO: vai estudar um pouco antes de sair escrevendo besteira por aí.

  • RebeloFernandes:

    Como o pessoal gosta de cataclismos…..
    Como gosta de inventar teorias impossíveis.
    Todas as pessoas falam na teoria das marés e de certeza que nunca leram. Basta ler com atenção e reparar no modelo assimétrico proposto para o estudo para compreender a sua inutilidade pois os efeitos gravíticos são simétricos. Só vendo.
    Reparem no que é dito aqui:
    “sabemos que a Terra está desacelerando à medida que a lua se afasta. É um equilíbrio de momento angular: a lua ganha momento angular que rouba da rotação da terra. O momento angular do sistema permanece constante. Em outras palavras, para cada distância da lua e da Terra, há um valor correto para a velocidade da rotação da terra.”
    O que eles querem dizer é que, como a Lua demora +-28 dias a dar a volta à Terra e esta só demora 24 horas a rodar por si própria, então como a Lua é mais lenta e por ação da deformação da água dos oceanos (marés) esta travaria a rotação da Terra.
    Se fosse a Lua a tracionar de uma forma desiquilibrada a Terra, então a mesma Lua sofreria da parte da Terra o efeito contrário, provocando a sua aceleração aumentando a sua velocidade de translação à volta da Terra, ou seja o seu potencial gravítico). O potencial gravítico é tanto maior quanto a Lua estiver mais perto da Terra. Então a Lua iria aproximar-se.
    Pensemos em duas coisas.
    O trabalho realizado pelas forças gravíticas é nulo.
    O que implica que a velocidade da Lua em torno da Terra seja constante.
    Para a lua estar a afastar-se da Terra e não alterar o seu potencial gravítico, é porque este potencial cada vez acontece a maior distancia.
    Para o potencial acontecer a maior distancia só pode acontecer se:
    – A massa da Terra aumentar o que não acontece.
    – A constante gravítica universal aumentar, o que é possível.
    Lembram que G=C^2/(2xDu)
    Sendo Du a densidade de energia potencial universal nolocal.
    Esta densidade de energia potencial é criada por todas as massas universais(radiação de massa).
    Como o universo se está a expandir, as massas estão cada vez mais distante e Du cada vez será menor.
    Se repararem ne expressão de G reparam que se Du diminuir, então G aumenta.
    Se querem saber melhor a minha opinião, convido a consultar:
    Formação da lua.
    http://rebelofernandes.com/pdf/A%20Terra%20e%20a%20Lua.pdf
    G variável:
    http://rebelofernandes.com/pdf/3_Um_novo_Universo.pdf
    Um abraço

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