Ao analisar minúsculos cristais lunares de zircão reunidos por Astronautas da Apollo 17 em 1972, cientistas planetários recalcularam a idade da Lua. Embora avaliações anteriores estimassem que a Lua tivesse 4,425 mil milhões de anos, os autores descobriram que ela tem na verdade 4,46 mil milhões de anos – cerca de 40 milhões de anos mais velha do que se pensava anteriormente.
Greer e outros. analisaram minúsculos cristais de zircão dentro da poeira lunar coletados em 1972 pelos astronautas da Apollo 17. Crédito da imagem: Eugene A. Cernan/Eric Hartwell.
“Esses cristais de zircão são os sólidos mais antigos conhecidos que se formaram após o impacto gigante”, disse o professor Philipp Heck, da Universidade de Chicago.
“E porque sabemos a idade desses cristais, eles servem de âncora para a cronologia lunar.”
A amostra de poeira lunar usada no estudo foi trazida pelos astronautas da Apollo 17 na última missão tripulada à Lua em 1972.
Essa poeira contém minúsculos cristais de zircão que se formaram há bilhões de anos. Esses cristais são um sinal revelador de quando a Lua deve ter se formado.
Quando um protoplaneta do tamanho de Marte, Theia, atingiu a crescente proto-Terra e formou a Lua, a energia do impacto derreteu a rocha que eventualmente se tornou a superfície lunar.
“Quando a superfície estava derretida daquela forma, os cristais de zircão não conseguiam se formar e sobreviver. Portanto, quaisquer cristais na superfície da Lua devem ter-se formado após o arrefecimento deste oceano de magma lunar”, disse o professor Heck.
“Caso contrário, eles teriam sido derretidos e suas assinaturas químicas teriam sido apagadas.”
Como os cristais devem ter se formado após o resfriamento do oceano de magma, a determinação da idade dos cristais de zircão revelaria a idade mínima possível da Lua.
Um estudo anterior sugeriu esta idade, mas o novo estudo marca o primeiro uso de um método analítico chamado tomografia por sonda atômica, que “definiu” a idade deste cristal lunar mais antigo conhecido.
“Na tomografia por sonda atômica, começamos afiando um pedaço da amostra lunar em uma ponta muito afiada, usando um microscópio de feixe de íons focado, quase como um apontador de lápis muito sofisticado”, disse a Dra. Jennika Greer, pesquisadora da Universidade de Glasgow.
“Depois, usamos lasers UV para evaporar os átomos da superfície dessa ponta. Os átomos viajam através de um espectrómetro de massa, e a rapidez com que se movem diz-nos quão pesados são, o que por sua vez nos diz do que são feitos.”
Esta análise átomo por átomo mostrou quantos átomos dentro dos cristais de zircão sofreram decaimento radioativo.
Quando um átomo tem uma configuração instável de prótons e nêutrons em seu núcleo, ele sofre decaimento, liberando alguns desses prótons e nêutrons e se transformando em diferentes elementos.
Por exemplo, o urânio decai em chumbo. Os cientistas estabeleceram quanto tempo leva para este processo ocorrer e, observando a proporção de diferentes átomos de urânio e chumbo (chamados isótopos) presentes numa amostra, podem dizer a sua idade.
“A datação radiométrica funciona um pouco como uma ampulheta”, disse o professor Heck.
“Numa ampulheta, a areia flui de um bulbo de vidro para outro, sendo o passar do tempo indicado pelo acúmulo de areia no bulbo inferior. A datação radiométrica funciona de forma semelhante, contando o número de átomos pais e o número de átomos filhos nos quais eles se transformaram. A passagem do tempo pode então ser calculada porque a taxa de transformação é conhecida.”
A proporção de isótopos de chumbo que os investigadores encontraram indicou que a amostra tinha cerca de 4,46 mil milhões de anos. Portanto, a Lua tem que ser pelo menos tão antiga.
“É incrível poder ter provas de que a rocha que você está segurando é o pedaço mais antigo da Lua que encontramos até agora. É um ponto de ancoragem para muitas questões sobre a Terra. Quando você sabe a idade de algo, pode entender melhor o que aconteceu com ele em sua história”, disse o Dr. Greer.
“É importante saber quando a Lua se formou, porque a Lua é um parceiro importante no nosso sistema planetário – ela estabiliza o eixo de rotação da Terra, é a razão pela qual o dia tem 24 horas, é a razão pela qual temos marés.”
“Sem a Lua, a vida na Terra seria diferente. É uma parte do nosso sistema natural que queremos compreender melhor, e o nosso estudo fornece uma pequena peça do puzzle em todo esse quadro.”
O descobertas foram publicados na revista Cartas de Perspectivas Geoquímicas.
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J.Greer e outros. 2023. Zircões de 4,46 Ga ancoram a cronologia do oceano de magma lunar. Cartas de Perspectivas Geoquímicas 27; doi: 10.7185/geochemlet.2334
