Gelo nos pólos da lua pode ter vindo de vulcões antigos

As erupções podem ter produzido várias atmosferas transitórias.

Quatro bilhões de anos atrás, a lava se derramou na crosta da lua, gravando o homem na lua que vemos hoje. Mas os vulcões também podem ter deixado um legado muito mais frio: gelo.

Dois bilhões de anos de erupções vulcânicas na Lua podem ter levado à criação de muitas atmosferas de vida curta, que continham vapor de água, sugere um novo estudo. Esse vapor poderia ter sido transportado pela atmosfera antes de se estabelecer como gelo nos pólos, relatam pesquisadores no May Planetary Science Journal.

Desde que a existência de gelo lunar foi confirmada em 2009, os cientistas debateram as possíveis origens da água na Lua, que incluem asteróides, cometas ou átomos carregados eletricamente transportados pelo vento solar (SN: 13/11/09). Ou, possivelmente, a água se originou na própria lua, como vapor expelido pela erupção de erupções vulcânicas de 4 bilhões a 2 bilhões de anos atrás.

“É uma questão realmente interessante como esses voláteis [como a água] chegaram lá”, diz Andrew Wilcoski, cientista planetário da Universidade do Colorado Boulder. “Ainda não temos uma boa noção de quanto há e onde exatamente eles estão.”

Wilcoski e seus colegas decidiram começar abordando a viabilidade do vulcanismo como fonte de gelo lunar. Durante o auge do vulcanismo lunar, as erupções aconteciam uma vez a cada 22.000 anos. Assumindo que o H2O constituía cerca de um terço dos gases vulcânicos – com base em amostras de magma lunar antigo – os pesquisadores calculam que as erupções liberaram mais de 20 quatrilhões de quilos de vapor de água no total, ou aproximadamente a massa de toda a água na Grande Lagos.

Parte desse vapor teria se perdido no espaço, à medida que a luz do sol quebrava as moléculas de água ou o vento solar soprava as moléculas para fora da lua. Mas nos pólos gelados, alguns podem ter ficado na superfície como gelo.

Para que isso acontecesse, porém, a taxa na qual o vapor de água se condensou em gelo teria que superar a taxa na qual o vapor escapou da lua. A equipe usou uma simulação de computador para calcular e comparar essas taxas. A simulação levou em conta fatores como temperatura da superfície, pressão do gás e a perda de algum vapor para mera geada.

Cerca de 40% do total de vapor de água em erupção pode ter se acumulado como gelo, com a maior parte desse gelo nos pólos, descobriu a equipe. Ao longo de bilhões de anos, parte desse gelo teria se convertido novamente em vapor e escapado para o espaço. A simulação da equipe prevê a quantidade e distribuição de gelo que resta. E não é pouca coisa: os depósitos podem atingir centenas de metros em seu ponto mais espesso, com o polo sul sendo cerca de duas vezes mais gelado que o polo norte.

Os resultados se alinham com uma suposição de longa data de que o gelo domina nos pólos porque fica preso em armadilhas frias que são tão frias que o gelo permanecerá congelado por bilhões de anos.

• Gelo Lunar
  Esses resultados de uma simulação de computador retratam a potencial distribuição atual e a espessura do gelo nos pólos lunares após erupções vulcânicas de 4 bilhões a 2 bilhões de anos atrás. O pólo sul (esquerda) retém mais gelo porque tem mais armadilhas frias do que o pólo norte (direita). As linhas pontilhadas representam a longitude e a latitude.

Potenciais depósitos de gelo nos pólos da lua

“Existem alguns lugares nos pólos lunares que são tão frios quanto Plutão”, diz a cientista planetária Margaret Landis, da Universidade do Colorado Boulder.

O vapor de água de origem vulcânica que viaja para os pólos, no entanto, provavelmente depende da presença de uma atmosfera, dizem Landis, Wilcoski e seu colega Paul Hayne, também cientista planetário da Universidade do Colorado Boulder. Um sistema de trânsito atmosférico teria permitido que as moléculas de água viajassem ao redor da lua, além de dificultar a fuga para o espaço. Cada erupção desencadeou uma nova atmosfera, indicam os novos cálculos, que então permaneceu por cerca de 2.500 anos antes de desaparecer até a próxima erupção, cerca de 20.000 anos depois.

Esta parte da história é mais cativante para Parvathy Prem, uma cientista planetária do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins em Laurel, Maryland, que não esteve envolvida na pesquisa. “É um ato de imaginação realmente interessante… Como você cria atmosferas do zero? E por que eles às vezes vão embora?” ela diz. “Os gelos polares são uma maneira de descobrir.”

Se o gelo lunar foi expelido dos vulcões como vapor de água, o gelo pode reter uma memória daquele tempo distante. O enxofre no gelo polar, por exemplo, indicaria que veio de um vulcão em oposição a, digamos, um asteróide. Futuras missões lunares planejam perfurar núcleos de gelo que possam confirmar a origem do gelo.

A procura de enxofre será importante quando se pensa em recursos lunares. Essas reservas de água podem um dia ser colhidas por astronautas para água ou combustível de foguete, dizem os pesquisadores. Mas se toda a água lunar estiver contaminada com enxofre, Landis diz, “isso é uma coisa muito importante para saber se você planeja levar um canudo com você para a lua”.

Autor: Anna Gibbs 24/05/2022

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