Novas revelações sobre a formação das crateras na Lua são apontadas por pesquisa envolvendo o ON

Dois artigos publicados recentemente nas revistas The Astrophysical Journal Letters e Icarus revelam resultados importantes para a compreensão e revisão dos processos que levaram à formação das crateras observadas na superfície lunar.

Os trabalhos contam com a participação de pesquisadores do Observatório Nacional (ON/MCTI), do Southwest Research Institute, nos Estados Unidos, do Observatório da Côte d'Azur, na França, e da Charles University, na República Tcheca.

Os estudos em questão se debruçam sobre o problema da formação das grandes bacias lunares, isto é, crateras com diâmetro maior que 300 quilômetros, cuja origem tem sido motivo de controvérsia ao longo dos últimos 50 anos.

A Lua contém pistas importantes sobre a evolução inicial do Sistema Solar. Atualmente, são conhecidas na sua superfície cerca de 50 bacias que teriam sido causadas por impactos de corpos de tamanho maior que 10 a 30 quilômetros. Isto sugere que o fluxo de tais impactos foi muito maior nos primórdios do que é hoje.

Bacia de Schrödinger. Crédito: NASA’s Scientific Visualization Studio.

Durante muito tempo, os astrônomos acreditavam que os corpos responsáveis pela formação dessas bacias eram asteroides lançados por algum processo dinâmico violento para a região dos planetas terrestres a partir de uma população de pequenos corpos, que hoje não existe mais, mas que se localizavam em uma extensão interna do atual Cinturão Principal de asteroides, entre as órbitas de Marte e Júpiter. Esta ideia dava suporte ao que ficou conhecido como o bombardeio pesado tardio da Lua.

Os autores dos dois estudos publicados mostram, entretanto, que a maioria dos corpos geradores das bacias lunares teria sido composta de planetesimais rochosos, que sobraram após a formação dos planetas terrestres, e que teriam permanecido em cerca de 0,5 a 1,5 unidades astronômicas (entre 74,8 e 224,4 milhões de quilômetros) do Sol por algumas ce ntenas de milhões de anos.

Planetesimais rochosos são pequenos corpos que se formaram a partir do disco protoplanetário em torno do Sol durante a formação do sistema solar. Eles são compostos principalmente de rochas e metais, e são considerados os blocos de construção dos planetas terrestres, como a Terra, Marte, Vênus e Mercúrio.

De acordo com os pesquisadores, este resultado foi obtido através de um modelo dinâmico muito completo, que permite determinar a taxa de impactos nos planetas terrestres e na Lua a partir de diferentes populações, como asteroides, cometas e planetesimais. O modelo ainda leva em consideração os cenários mais bem aceitos sobre a migração primordial dos planetas gigantes, e inclui os efeitos das colisões disruptivas nas populações consideradas.

"A população de planetesimais remanescentes na região dos planetas terrestres foi drasticamente reduzida por colisões disruptivas nos primeiros 20 milhões de anos após a dispersão do disco de gás", comenta Fernando Roig, vice-diretor do ON e um dos autores do artigo. "Mesmo assim, estimamos que após 50 milhões de anos, quando a Lua se formou, ainda havia cerca de 400.000 corpos com diâmetro superior a 10 quilômetros. Isso equivale a uma massa total de planetesimais de cerca de 0,015 massas terrestres. Estes corpos devem ter gerado várias centenas de bacias na superfície lunar, de forma que para que hoje observemos apenas 50, as bacias que se formaram antes de 4,35 a 4,41 bilhões de anos devem ter sido apagadas por processos geológicos."

Nas simulações dos autores, a formação tardia da bacia Imbrium, há 3,9 bilhões de anos, ocorre com uma probabilidade de 15 a 35%, o que explicaria porque existem apenas duas bacias menores (Orientale e Schrödinger) formadas após ela. Além disso, o modelo mostra que cerca de 20 corpos com diâmetro superior a 10 km teriam atingido a superfície da Terra entre 2,5 e 3,5 bilhões de anos atrás, o que resulta compatível com número de camas de esférulas (camadas de rochas sedimentares formadas a partir de impactos de meteoritos) conhecidas do período Arqueano tardio.

"As implicações destes estudos para a nossa compreensão das etapas iniciais da evolução do Sistema Solar são significativas, pois permitem concluir que não seria necessário nenhum evento dinâmico violento para justificar o bombardeio pesado tardio, e isto coloca restrições aos modelos de evolução dinâmica primordial dos planetas", complementa Roig. "Além disso, o nosso modelo é compatível com as ideias mais recentes sobre o instante de formação da Lua (por volta de 60 milhões de anos após a dissipação do disco de gás) e com os tempos estimados para a cristalização da crosta lunar após sua formação."