Explicação das fontes de fogo da Lua Antiga

Uma fonte de fogo irrompe de uma fenda na Islândia.

Esta erupção de fonte de fogo na Islândia é semelhante àquelas que salpicaram a lua logo após sua formação. A explosão terrestre é impulsionada pela água e pelo gás dióxido de carbono, mas uma nova pesquisa sugere que o monóxido de carbono foi o culpado na lua adiantada. (Crédito da imagem: Ármann Höskuldsson / Universidade da Islândia)



A antiga superfície lunar já entrou em erupção com gêiseres de lava - e agora, os cientistas pensam que sabem o que causou essas fontes de fogo.

A pesquisa atual sugere que a lua se formou quando um objeto do tamanho de Marte mergulhado na Terra no início do sistema solar, e por muito tempo, sua superfície era muito diferente da paisagem séria e imóvel atual. Em vez disso, a superfície da lua era quente e ativa, e o magma frequentemente borbulhava de baixo e rompia a superfície em fontes de fogo - como uma versão quente derretida do Old Faithful. Até recentemente, os pesquisadores não tinham certeza da força motriz por trás dessas explosões, o que poderia revelar mais sobre condições na lua adiantada .





Mas agora, os cientistas podem ter encontrado um possível culpado para as explosões derretidas: o monóxido de carbono. [ Assistir: Como a lua foi feita ]

'O carbono é aquele que está produzindo o grande espetáculo', disse Alberto Saal, geólogo da Brown University em Providence e co-autor do novo estudo. 'Com um pouco de água, com um pouco de enxofre - mas o principal motor é o carbono.'



Esta descoberta sugere que a composição da lua inicial era muito próxima à da Terra primitiva , Saal disse ao Space.com. 'Todos esses elementos voláteis ... estão em concentrações muito semelhantes à lava que formou o fundo do oceano da Terra', disse ele.

Esta imagem da NASA mostra a lua se aglutinando a partir de destroços criados quando um objeto do tamanho de Marte se chocou contra a Terra primitiva. O carbono encontrado em amostras lunares sugere que a lua



Esta imagem da NASA mostra a lua se aglutinando a partir de destroços criados quando um objeto do tamanho de Marte se chocou contra a Terra primitiva. O carbono encontrado em amostras lunares sugere que a composição da superfície da lua era muito semelhante à da Terra.(Crédito da imagem: NASA / Goddard Space Flight Center)

Borbulhando

A revelação de que o monóxido de carbono pode estar por trás das fontes de fogo vem de novos estudos de vidros vulcânicos que salpicam a superfície da lua. Os vidros agem como minúsculas cápsulas do tempo das condições lunares no momento em que os vidros endurecem - as gotículas formadas a partir da lava derretida e atuam como um registro da composição da lava, e muitas vezes contêm cristais envolvendo minúsculos pontos de magma, chamados inclusões derretidas, que preservar gases que de outra forma teriam escapado.

Novas medições desse vidro vulcânico sugerem que o magma que flui nas profundezas da lua inicial foi embebido em carbono, que se combinou com o oxigênio para formar o monóxido de carbono à medida que o magma subia. Conforme se aproximava da superfície, a pressão diminuía, então o monóxido de carbono começou a borbulhar mais e se propulsar para cima, disseram os pesquisadores no estudo.

'Imagine que você tem um refrigerante', disse Saal. 'Se você abrir a tampa, verá que muito gás [escapará] do líquido - isso porque você diminuiu a pressão.'

Um processo semelhante aconteceu quando o magma subiu. “À medida que o derretimento se move das profundezas para a superfície ... você obtém mais e mais bolhas, porque o líquido não consegue reter esses gases à medida que diminui a pressão”, explicou Saal. O processo termina de forma explosiva, com lava jorrando da superfície da lua.

Embora pesquisas anteriores não tivessem identificado definitivamente o carbono nas amostras da lua, uma nova técnica de medição tinha uma resolução alta o suficiente e eliminava ruído suficiente para localizá-lo.

'Essa descoberta dependeu da capacidade da sonda de íons NanoSIMS da Carnegie de medir níveis incrivelmente baixos de carbono em objetos que têm o diâmetro de um cabelo humano', Erik Hauri, geoquímico do Carnegie Institution for Science e coautor do artigo , disse em um comunicado . 'É realmente uma conquista notável tanto científica quanto tecnicamente.'

Os pesquisadores encontraram baixos níveis de carbono no vidro em geral, mas níveis muito mais altos nos minúsculos pontos de magma preservado. Com base nas mudanças nas concentrações de carbono e hidrogênio, eles adaptaram um modelo de como os gases escapam e descobriram que o carbono combinado com o oxigênio explodiu primeiro, causando a erupção, e então o gás hidrogênio escapou depois. [Moon Quiz: Teste sua inteligência lunar]

Pequenos pontos de magma derretido, presos em cristais de olivina, mostram evidências de gases voláteis em amostras de vidro lunar.

Pequenos pontos de magma derretido, presos em cristais de olivina, mostram evidências de gases voláteis em amostras de vidro lunar.(Crédito da imagem: Saal lab / Brown University)

Uma lua ativa

A lua é a terra

A lua é a vizinha mais próxima da Terra, mas suas origens remontam a um nascimento violento há bilhões de anos. Veja como a lua foi feita neste infográfico da Space.com.(Crédito da imagem: por Karl Tate, artista de infográficos)

A equipe de Saal foi a primeira a descobrir vestígios de água na lua, em 2008, a partir de amostras de vidro semelhantes. Essa descoberta levou os pesquisadores a reimaginar drasticamente a composição da lua, que eles pensavam ter perdido quaisquer elementos voláteis (que se transformam em gás em temperaturas relativamente baixas) muito antes.

'OK, temos cloro, enxofre e flúor que, anteriormente, as pessoas tinham demonstrado', disse Saal. 'Então, nós demonstramos isso com água. Isso mudou todo o jogo. '

Na Terra, a água desempenha um papel nas explosões de fontes de fogo, fornecendo hidrogênio, um gás explosivo. Mas as amostras da lua não mostraram nenhum sinal das mudanças que viriam de uma explosão causada pelo hidrogênio. Encontrar vestígios de carbono provavelmente resolve esse mistério.

E acrescentando carbono à lista, a superfície lunar parece ter todo o complemento de substâncias voláteis também encontradas em vestígios da lava que formou o solo da Terra, disseram os pesquisadores. .

Saal disse que as medições em mais amostras e de outros elementos voláteis irão esclarecer o quadro, mas que todas as evidências até agora sugerem que há uma diferença muito menor entre os elementos voláteis encontrados na Terra e aqueles na Lua do que os cientistas pensavam anteriormente. De acordo com Saal, essa descoberta sugere que alguns dos elementos voláteis da Terra sobreviveram ao impacto que criou a lua ou que ambos receberam elementos voláteis da mesma fonte após a formação, como meteoritos.

'A descoberta em 2008 de água nos produtos vulcânicos vítreos de erupções que ocorreram na lua há mais de 3 bilhões de anos desafiou a suposição de longa data de uma lua livre de voláteis,' Bruno Scaillet, mineralogista do Instituto de Ciências da Terra de Orleans, na França, que não trabalhou no estudo, escreveu em um artigo complementar na revista Nature Geoscience. Agora, a detecção de carbono e seus padrões de desgaseificação oferecem 'mais evidências de que a Terra e a lua podem compartilhar uma fonte volátil comum', escreveu ele.

Entender de onde esses elementos vieram pode revelar muito sobre as origens e a evolução de um corpo planetário, disse Scaillet. “Os elementos voláteis podem influenciar a existência e operação das placas tectônicas, determinar a composição e a evolução da atmosfera e são importantes para o surgimento potencial de vida”, escreveu ele.

O novo trabalho foi detalhado hoje (24 de agosto) na revista Nature Geoscience .

Envie um e-mail para Sarah Lewin em slewin@space.com ou siga-a @SarahExplains . Siga-nos @Spacedotcom , Facebook e Google+ . Artigo original em Space.com .