De acordo com um novo estudo por cientistas planetários da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, EUA, uma região montanhosa do lado escuro da Lua pode ser o resto sólido de uma colisão com uma lua companheira mais pequena.
Há muito que se debatem as diferenças mais notáveis entre os lados visível e escuro da Lua. O lado visível é relativamente plano, enquanto a topografia do lado escuro é alta e montanhosa, com uma crosta muito mais espessa. O novo estudo, publicado na edição de 4 de Agosto da revista Nature, baseia-se no modelo do "impacto gigante" para a origem da Lua, no qual um objecto com o tamanho de Marte colidiu com a Terra no início da história do Sistema Solar e expeliu detritos que coalesceram para formar a Lua. O estudo sugere que este impacto gigante também criou outro corpo mais pequeno, inicialmente partilhando uma órbita com a Lua, mas que eventualmente caiu de volta à Lua e polvilhou um lado com uma camada extra de crosta sólida com dezenas de quilómetros de espessura.
"O nosso modelo funciona bem com modelos do impacto gigante que formou a Lua, que prevêem a existência de detritos massivos deixados em órbita da Terra, para lá da própria Lua. Corrobora com o que é conhecido acerca da estabilidade dinâmica de tal sistema, da temporização do arrefecimento da Lua e das idades das rochas lunares," afirma Erik Asphaug, professor de ciências Terrestres e Planetárias da Universidade de Santa Cruz, na Califórnia, EUA.
Asphaug, co-autor do artigo com o investigador pós-doutorado da mesma universidade, Martin Jutzi, tinha previamente feito simulações computacionais do impacto gigante que formou a Lua. Ele afirma que luas companheiras são um resultado normal de tais simulações.
No novo estudo, ele e Jutzi usaram simulações computacionais de um impacto entre a Lua e uma companheira mais pequena (com cerca de 1/30 da massa da Lua) para estudar a dinâmica da colisão e seguir a evolução e a distribuição de material lunar. Nesta colisão de baixa-velocidade, o impacto não forma uma cratera e não causa fusão de material. Ao invés, a maioria do material é aglomerado sobre o hemisfério impactado como uma espessa nova camada de crosta sólida, formando uma região montanhosa comparada em tamanho com as terras altas lunares do lado escuro.
"Claro, os modelos de impacto tentam explicar tudo com colisões. Neste caso, requer uma colisão estranha: lenta, não forma cratera, mas espalha material num lado," afirma Asphaug. "É uma coisa nova para reflectir."
Ele e Jutzi admitem a hipótese da lua companheira ter sido inicialmente capturada num dos "pontos Trojanos" gravitacionalmente estáveis que partilham a órbita da Lua, e tornaram-se instáveis após a órbita da Lua se ter afastado bem da Terra. "A colisão pode ter acontecido em qualquer lado da Lua," afirma Jutzi. "O corpo final é assimétrico e faria com que um lado estivesse virado para a Terra."
O modelo também explica as variações na composição da crosta da Lua, que é dominada no lado visível por terreno comparativamente rico em potássio, elementos raros na Terra, e fósforo. Pensa-se que estes elementos, bem como o urânio e tório, tenham sido concentrados no oceano de magma que existia à medida que a rocha derretida solidificava por baixo da crosta lunar cada vez mais espessa. Nas simulações, a colisão espreme a camada rica em fósforo para o hemisfério oposto, preparando o palco para a geologia agora observada no lado visível da Lua.
Outros modelos foram propostos para explicar a formação das terras altas, incluindo um publicado o ano passado na revista Science pelos colegas de Jutz e Asphaug da Universidade de Santa Cruz, Ian Garrick-Bethell e Francis Nimmo. A sua análise sugeriu que as forças de marés, e não um impacto, eram as responsáveis para a espessura da crosta da Lua.
"O facto do lado visível da Lua parecer tão diferente do lado escuro tem sido um puzzle desde o início da era espacial, talvez o segundo maior mistério a seguir à origem da própria Lua," afirma Nimmo, professor de Ciências Terrestres e Planetárias. "Um dos aspectos elegantes do artigo de Erik é que liga estes dois puzzles: talvez a colisão gigante que formou a Lua possa também ter formado outros corpos mais pequenos, que caíram mais tarde para a Lua e provocaram a dicotomia que vemos hoje em dia."
Por agora, afirma, não há dados suficientes para dizer quais dos modelos alternativos proporcionam a melhor explicação para a dicotomia lunar. "À medida que se obtêm cada vez mais dados com sondas (e, com sorte, amostras lunares), torna-se mais claro qual das duas hipóteses é a correcta," afirma Nimmo.
O novo estudo teve o suporte do Programa de Geologia e Geofísica Planetária da NASA. As simulações foram feitas com o supercomputador Pleiades da Universidade de Santa Cruz.
