Estudo de 2023 na Nature revela um núcleo interno sólido da Lua

O veredito finalmente saiu: a Lua não é feita de queijo verde.

Uma análise detalhada divulgada em maio de 2023 concluiu que o núcleo interno da Lua é, na verdade, uma esfera sólida com densidade muito parecida com a do ferro.

Os investigadores esperam que isso ajude a encerrar uma discussão antiga sobre se o “coração” mais profundo da Lua é sólido ou derretido - e, com isso, permita reconstruir com mais precisão a história do satélite e, por extensão, a do Sistema Solar.

"Nossos resultados", escreveu a equipa liderada pelo astrónomo Arthur Briaud, do Centro Nacional de Pesquisa Científica (CNRS) da França, "questionam a evolução do campo magnético da Lua ao demonstrar a existência do núcleo interno e apoiam um cenário de inversão global do manto, que traz informações substanciais sobre a cronologia do bombardeamento lunar no primeiro bilhão de anos do Sistema Solar."

Veja o vídeo abaixo para um resumo do que eles encontraram:

Como se investiga o interior da Lua com dados sísmicos

Para entender a composição interna de corpos do Sistema Solar, uma das abordagens mais eficazes é usar dados sísmicos. A forma como ondas acústicas geradas por tremores atravessam e se refletem nos materiais dentro de um planeta ou de uma lua permite aos cientistas montar um mapa detalhado do interior do objeto.

No caso da Lua, existem registos sísmicos recolhidos durante a missão Apollo, mas a resolução desses dados é baixa demais para determinar com precisão o estado do núcleo interno. Sabe-se que há um núcleo externo fluido, porém o que ele envolve ainda é motivo de debate. Tanto modelos com núcleo interno sólido quanto modelos com um núcleo totalmente fluido se ajustam de maneira semelhante aos dados da Apollo.

O que a modelagem do núcleo interno da Lua indicou

Para tentar resolver a questão de forma definitiva, Briaud e colegas reuniram medições de missões espaciais e de experimentos de telemetria a laser com a Lua. Com isso, montaram um perfil de várias características lunares, incluindo o quanto ela se deforma pela interação gravitacional com a Terra, a variação da sua distância em relação ao nosso planeta e a sua densidade.

Em seguida, a equipa rodou modelos com diferentes tipos de núcleo e comparou os resultados para identificar quais reproduziam melhor as observações.

Dessa análise saíram alguns resultados interessantes. O primeiro é que os modelos que mais se aproximam do que já se conhece sobre a Lua descrevem uma inversão ativa em grandes profundidades no manto lunar.

Na prática, isso significa que materiais mais densos dentro da Lua tendem a afundar em direção ao centro, enquanto materiais menos densos sobem. Essa dinâmica já vinha sendo proposta há muito tempo como explicação para a presença de certos elementos em regiões vulcânicas lunares. O estudo da equipa acrescenta mais um ponto ao conjunto de evidências a favor dessa hipótese.

Além disso, os investigadores concluíram que o núcleo lunar se assemelha bastante ao da Terra: uma camada externa fluida e um núcleo interno sólido. Pela modelagem, o núcleo externo teria raio de cerca de 362 quilômetros (equivalente a 225 milhas), e o núcleo interno teria raio de aproximadamente 258 quilômetros (equivalente a 160 milhas). Isso corresponde a cerca de 15 por cento do raio total da Lua.

A equipa também estimou que o núcleo interno tem densidade em torno de 7.822 quilogramas por metro cúbico - um valor muito próximo ao da densidade do ferro.

Curiosamente, em 2011, um grupo liderado pela cientista planetária Renee Weber, do NASA Marshall, chegou a um resultado parecido ao aplicar técnicas sismológicas então consideradas de ponta aos dados da Apollo para estudar o núcleo lunar. Eles identificaram indícios de um núcleo interno sólido com raio de cerca de 240 quilômetros e densidade de aproximadamente 8.000 quilogramas por metro cúbico.

Para Briaud e a sua equipa, os novos resultados confirmam essas conclusões anteriores e formam um argumento bastante forte a favor de um núcleo lunar semelhante ao da Terra. E isso traz implicações relevantes para a evolução da Lua.

Implicações para o campo magnético da Lua

Sabe-se que, pouco tempo após se formar, a Lua teve um campo magnético intenso, que começou a enfraquecer por volta de 3,2 bilhões de anos atrás. Como esse tipo de campo é gerado por movimento e convecção no núcleo, a composição do núcleo lunar é crucial para entender como e por que o campo magnético desapareceu.

Com a expectativa de que a humanidade volte à Lua em um prazo relativamente curto, talvez não demore para que novas medições sísmicas verifiquem diretamente essas conclusões.

A pesquisa foi publicada na Nature.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em maio de 2023.