Desde o final do século 19, os cientistas têm se esforçado para explicar a origem da Lua. Enquanto os cientistas há muito teorizam que ele e a Terra têm uma origem comum, as questões de como e quando provaram ser ilusórias. Por exemplo, o consenso geral hoje é que um impacto com um objeto do tamanho de Marte (Theia) levou à formação do Sistema Terra-Lua logo após a formação dos planetas (também conhecida como Hipótese do Impacto Gigante).
No entanto, simulações desse impacto mostraram que a Lua se formaria principalmente a partir do objeto impactante. Isso não é confirmado pela evidência, porém, que mostra que a Lua é composta do mesmo material que a Terra é. Felizmente, um novo estudo de uma equipe de cientistas do Japão e dos EUA ofereceu uma explicação para a discrepância: a colisão ocorreu quando a Terra ainda era composta de magma quente.
O estudo que descreve suas descobertas, “Origem do oceano de magma terrestre da Lua”, apareceu recentemente na revista Geociência da natureza. O estudo foi liderado por Natsuki Hosono, do Centro de Ciência da Computação RIKEN e incluiu pesquisadores da Universidade de Yale, do Centro de Ciência da Computação RIKEN e do Instituto de Ciências da Vida na Terra (ELSI) do Instituto de Tecnologia de Tóquio.
Além das simulações que modelam o cenário de impacto, a Hipótese de Impacto Gigante também é atormentada pelo fato de que, em um impacto, a maior parte do material que forma a Lua seria minerais silicatados. Isso resultaria na falta de ferro no satélite da Terra, mas estudos sismológicos mostraram que a Lua provavelmente tem um núcleo como o da Terra (composto de ferro e níquel) e que a convecção em seu núcleo também alimentou um campo magnético ao mesmo tempo.
Novamente, o novo estudo oferece um cenário que pode explicar isso. De acordo com o modelo que eles criaram, quando a Terra e Theia colidiram cerca de 50 milhões de anos após a formação do Sol (cerca de 4,6 bilhões de anos atrás), a Terra estava coberta por um mar de magma quente, enquanto Theia provavelmente era composta de material sólido.
Este modelo mostrou que após a colisão, o magma na Terra teria sido aquecido muito mais do que os sólidos do objeto impactante. Isso faria com que o magma se expandisse em volume e escapasse em órbita para formar a Lua. Este modelo mais recente, que leva em consideração o diferente grau de aquecimento entre a proto-Terra e Theia, explica efetivamente como há muito mais material da Terra na composição da Lua.
Shun-ichiro Karato, professor de geologia da Universidade de Yale e co-autor do artigo, realizou uma extensa pesquisa sobre as propriedades químicas do magma proto-Terra no passado. Como ele explicou em uma entrevista ao Yale News:
“No nosso modelo, cerca de 80% da lua é feita de materiais proto-terrestres. Na maioria dos modelos anteriores, cerca de 80% da lua é composta do impactor. Isso é uma grande diferença."
Para o estudo, Karato liderou os esforços de pesquisa da equipe na compressão do silicato derretido. A tarefa de desenvolver um modelo computacional para prever como o material da colisão seria distribuído, enquanto isso, foi realizada por um grupo do ELSI no Instituto de Tecnologia de Tóquio e no Centro RIKEN de Ciência da Computação.
Tomado em conjunto, o novo modelo demonstrou que o magma superaquecido seria perdido no espaço e se uniria para formar um novo corpo em órbita mais rapidamente do que o material perdido do impactador. Também mostrou que o material do interior da Terra (que seria rico em ferro e níquel) também entraria na formação da Lua - que então afundaria no centro para formar o núcleo da Lua.
Essencialmente, o novo modelo confirma as teorias anteriores sobre como a Lua se formou ao eliminar a necessidade de condições de colisão não convencionais. Até agora, foi o que os cientistas fizeram para explicar a discrepância entre as simulações de impacto e os dados obtidos no estudo das rochas da Lua e da superfície lunar.
Este estudo também pode levar a teorias mais refinadas de como o Sistema Solar se formou e o que ocorreu imediatamente depois. Como o impacto entre a proto-Terra e Theia pode ter desempenhado um papel no eventual surgimento de vida na Terra, também poderia ajudar os cientistas a restringir o que é necessário para que um sistema estelar tenha planetas habitáveis.
