«

»

jun 10

Novos estudos sugerem que a formação da Terra e da Lua pode ter ocorrido depois do que pensávamos

Big Splash!

Big Splash! e a Lua surgiu… Quando?

Quando se deu o Big Splash?

Os astrônomos haviam teorizado que o planeta Terra e a Lua se originaram de uma gigantesca colisão entre dois outros planetas similares em tamanho a Vênus e Marte. Embora a teoria do grande impacto (em inglês: Big Splash) continue firme como a melhor explicação para o surgimento da Lua, a data precisa em que a colisão ocorreu foi agora contestada a partir de novos estudos. Na teoria original os astrônomos estimavam que este choque interplanetário se sucedeu há 4,537 bilhões de anos, quando o Sistema Solar tinha apenas 30 milhões de anos de idade. A nova pesquisa demonstra que a Terra e a Lua se formaram mais tarde, ou seja, cerca de 150 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar.

Tais W. Dahl, que realizou o estudo como parte de seu projeto de tese em geofísica no Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhagen em colaboração com o professor David J. Stevenson da California Institute of Technology (Caltech), disse:

Nós determinamos as idades da Terra e da Lua usando isótopos de Tungstênio, os quais têm a capacidade de revelar se os núcleos planetários de ferro e suas superfícies rochosas foram fundidos no processo de colisão.

Concepção artística da colisão de protoplanetas Crédito: NASA/JPL

Concepção artística da colisão de protoplanetas. Crédito: NASA/JPL

Colisões turbulentas

Atualmente é aceita a idéia de que os planetas no Sistema Solar se formaram através de colisões sucessivas entre planetóides anões orbitam o jovem Sol. Nas colisões os planetésimos se fundiram e formaram corpos maiores, os planetas. O sistema Terra-Lua, como conhecemos hoje, foi o resultado de uma colisão titânica entre dois proto-planetas cujas massas tinham a ordem de grandeza das massas de Vênus (81,5% da massa da Terra) e Marte (10,7%) atuais. Os objetos originais se chocaram em uma época em que ambos tinham um núcleo metálico (principalmente de ferro) e um manto envolvente de silicatos (rocha). A questão que intriga os astrônomos é: quando e como isto ocorreu? Os cientistas estimam que o processo de choque transcorreu ao longo de 24 horas e a temperatura da Terra elevou-se até a faixa dos 7.000º C,  tão quente que tanto as rochas e o ferro se fundiram nesta colisão turbulenta. Mas, efetivamente, como as massas de rochas e silicatos se misturaram?

Até recentemente, estimava-se que os silicatos e os metais se misturaram completamente durante este processo que formou a Lua há 4,537 bilhões de anos. Os novos estudos, por outro lado, apontam para outros cenários.

Esclarecimentos a partir da datação dos elementos radioativos

A idade da Terra e da Lua pode ser estabelecida através do exame da presença de certos elementos no manto terrestre. Háfnio182é um elemento radioativo que sofre decaimento e é convertido em no isótopo Tungstênio182. Estes dois elementos têm características químicas notavelmente distintas: enquanto o Tungstênio tem a preferência de se ligar a metais, o Háfnio se liga aos silicatos, ou seja, às rochas.

Usualmente, o tempo que leva ao Háfnio182 a se decair completamente no Tungstênio182 gira em torno de 50 a 60 milhões de anos (a meia-vida do Háfnio182 é de 9 milhões de anos). Além disso, durante a colisão planetária que gerou a Lua praticamente todos os metais afundaram para gerar o núcleo metálico terrestre. Mas, e o Tungstênio182? Ele foi parar totalmente no núcleo da Terra?

Tais W. Dahl explicou:

Nós estudamos em qual grau o metal e a rocha se misturam durante as colisões entre corpos. Usando cálculos a partir de modelos dinâmicos da mistura turbulenta entre a rocha liquefeita e as massas de ferro nós concluímos que os isótopos de Tungstênio da formação primordial da Terra permaneceram no manto rochoso.

Os novos estudos sugerem que a colisão formadora da Lua ocorreu depois de todo o Háfnio ter decaído em transformando-se em Tungstênio.

Dahl esclareceu:

Nossos resultados demonstram que o núcleo metálico e a rocha são incapazes de se fundir em colisões entre planetas, ou seja, onde os objetos têm mais de 10 km de diâmetro. Assim, a maior parte do núcleo metálico de ferro (80 a 99%) não foi capaz de remover o Tungstênio do manto rochoso durante a formação da Lua.

A conclusão da pesquisa sugere que a Terra e a Lua se formaram bem mais tarde do que previamente pensado (bem depois dos 30 milhões de anos após a formação do Sistema Solar, que se deu há 4,567 bilhões de anos), ou seja, que a colisão que gerou a Lua se deu em torno de 150 milhões de anos após o Sol ter surgido.

Os resultados desta nova pesquisa foram publicados na revista Earth and Planetary Science Letters, sob o título: “Turbulent mixing of metal and silicate during planet accretion — And interpretation of the Hf–W chronometer”, assinado por Tais W. Dahla, e David J. Stevenson

Fontes e referências

Science Direct: Turbulent mixing of metal and silicate during planet accretion — And interpretation of the Hf–W chronometer

Universidade de Copenhagen: The Earth and Moon formed later than previously thought

Science Daily:

._._.

1 comentário

3 menções

  1. Rebelo Fernandes

    Formação da Lua
    A Terra e a Lua
    “A hipótese, maré de George Howard Darwin (1880): O facto da Lua se estar a afastar da Terra já era
    conhecido nesta época, e então Darwin teve a ideia que há 4 milhões de anos antes, a Lua estava quase
    ligada à Terra e esta rodava em torno da Terra com um período de 5 horas. Um dia uma maré viva
    ocorreu nos oceanos e afastou-a para onde ela está agora.”
    A nova teoria da gravitação variável, com G a aumentar na proporção da expansão do universo, aponta
    para outra solução. A Terra e a Lua eram um planeta duplo, a mesma massa de matéria, aquando da sua
    formação, massa alongada e com dois centros de massa que rodavam sobre si próprios com uma
    velocidade de rotação igual à que a Lua hoje possui como velocidade de translação em torno da Terra. (
    +-1018 m/s).
    Com o aumentar da gravidade ao longo dos tempos, e por existirem dois centros de massa, a Lua afastou-se
    da Terra na mesma proporção de G ou seja na proporção da expansão do Universo e pelo contrário os
    raios de ambos os planetas variaram na proporção inversa, encolheram.
    Como foram um todo, então a Lua, ao fazer parte do todo soltou-se muito lentamente, mantendo sempre a
    mesma face voltada para a Terra.
    A sua separação não se deu a 4 milhões de anos mas sim há muito mais tempo, perto da sua formação.
    Se imaginarmos que as massas se tocavam, vamos agora tentar definir há quanto tempo estas se
    separaram, atendendo ao princípio agora adoptado, em que os raios dos planetas diminuem inversamente
    proporcionais à expansão do Universo e que os dois centros de massa se separam na proporção dessa
    expansão.
    A distância entre os dois centros de massa, Terra e Lua, é de 384.467.000 metros.
    O diâmetro da Terra é de 6.378.136 m (nos 6º de inclinação) e da Lua é de 1.738.000 m. Se imaginarmos
    os planetas tocando-se, existiria actualmente uma distância entre os centros de massa igual 8.116.123
    metros.
    A razão entre a distância actual e a distância dos astros juntos deveria ser igual ao quadrado do
    crescimento () do Universo. Sendo K o crescimento da distância entre as massas e K a diminuição do
    raio das massas.
    Se por um lado os centros de massa se afastavam o factor K o factor de retracção dos seus raios também
    seria K, donde se obtemos K = 6,882643
    T separação = < 13.062.556.813 anos da Terra.
    Nesse tempo a Lua teria um período de translação em torno da Terra de 3,9905dias, período igual ao de rotação da Terra.
    Na altura teríamos:
    Raio da Terra = 43.898.342 metros
    Raio da Lua = 11.962.033 metros
    Distância entre centros de massa = 55.860.375 metros
    Há época a densidade da Terra era de 16,87591 Kg/m3. A Lua teria a densidade de 10,26534 Kg/m3. O
    Sol teria uma densidade na ordem dos 4,319899kg/m3. O raio do Sol seria então de 4.790.319.317 m.
    A velocidade de translação era precisamente igual à de hoje, logo não se verificaria o “Limite de Roche”
    Terra-Sol
    Pelo mesmo critério conclui-se que a Terra terá abandonado a coroa solar há mais ou menos
    14.235.880.000 anos, tendo, na época, um período de translação de 25,027 dias.

  1. Estudo independente confirma a idade da criação da Lua » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] da Lua. Este é o primeiro “relógio geológico” do Sistema Solar que não depende de medições e interpretações do decaimento radioativo de núcleos atômicos para determinar a idade dos seus […]

  2. A Lua pode ainda ter resquícios de atividade vulcânica? » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] famosa teoria do big-splash explica que a Lua se formou há 4,5 bilhões de anos como resultado entre uma colisão entre a […]

  3. Hubble descobre que Plutão tem 4 luas! « O Universo – Eternos Aprendizes

    […] rochas lunares trazidas para a Terra pelas missões Apollo comprovaram a teoria de que a nossa Lua foi originada de uma colisão semelhante (o ‘Big Splash’) entre a Terra e um c…. Os cientistas estimam que o material expelido das luas de Plutão por impactos de micrometeoros […]

Deixe uma resposta