Centro SHRIMP de Pequim, Instituto de Geologia, CAGS
O Chang’e-5 representou um grande passo em frente para o programa lunar da China, já que foi a primeira missão do país a devolver amostras à Terra. Agora, os resultados da datação das amostras chegaram e está claro que, embora os depósitos sejam antigos, eles são pequenos o suficiente para serem um pouco estranhos.
Até a Lua e de volta
A China agora conseguiu pousar várias sondas e rovers na superfície da lua como parte de um programa de exploração maior. Chang’e 5 representa o próximo passo, pois teve um exercício para obter amostras do subsolo e um veículo de retorno que pode trazê-las de volta à Terra. Nave estelar pousou com sucesso Quase dois anos atrás, depois de algumas semanas, ela está de volta Aproximadamente 2 kg de pedras da lua para a terra.
A China tem décadas de conhecimento adquirido desde as missões Apollo, juntamente com uma maior compreensão teórica da formação da lua. Ele selecionou cuidadosamente o local de pouso Chang’e 5, um grande depósito vulcânico chamado Oceanus Procellarum, que se acredita ser uma das regiões mais jovens da superfície lunar. Mas “mais jovem” cobre uma grande área da Terra, com estimativas baseadas no número de crateras variando de 3,2 bilhões de anos a apenas 1,2 bilhão.
Definir uma idade específica para o depósito pode fornecer uma série de benefícios. Em primeiro lugar, a lua apresenta um “relógio” para escavar todo o nosso sistema solar. É o único lugar onde podemos comparar os números das crateras com as idades obtidas a partir de amostras de rochas; Em seguida, usamos esses números para colocar idades em outros objetos com base na contagem de crateras. O intervalo de tempo do local de pouso 5 de Chang’e inclui os períodos em que não temos datas de decaimento radioativo.
Além disso, entender quando a Lua estava vulcanicamente ativa para produzir grandes depósitos como o Oceanus Procellarum pode nos ajudar a formular modelos mais precisos da formação e evolução da Lua. A atividade vulcânica requer calor, e esse calor vem de uma combinação de composição e composição corporal, que incluirá isótopos radioativos que produzem calor adicional.
marque o tempo
As amostras usadas no novo estudo eram notavelmente pequenas: dois cubos, cada um com cerca de três a quatro milímetros de cada lado. No entanto, este pequeno contém uma mistura impressionante de minerais (aparecem clinopiroxênio, plagioclásio, olivina, quartzo, cristobalita e ilmenita). A composição da massa é consistente com outros depósitos vulcânicos na Lua, no entanto, a maioria das diferenças entre as duas amostras pode ser atribuída à taxa de resfriamento.
A equipe de pesquisa, que é uma grande colaboração internacional, usou isótopos de chumbo para estimar datas para vários locais dentro de cada amostra. (As rochas ígneas geralmente contêm material que congelou em diferentes pontos no tempo e, portanto, pode produzir uma variedade de idades.) Os resultados indicam que uma das amostras tinha 1,893 ± 0,280 bilhões de anos e 1,966 ± 0,059 bilhões de anos. A combinação de todos os dados de ambas as amostras resulta em uma idade de 1,963 ± 0,059 bilhões de anos.
Nas boas notícias, todas as faixas de incerteza se sobrepõem. E embora a datação radioativa possa ser distorcida por alguns fatores, não há indicação de que esses fatores desempenhem um papel aqui. Não há sinais de contaminação por outras substâncias, sejam elas no local da erupção ou implantadas pela ação de impactos próximos.
A configuração geral se alinha bem com o sensoriamento remoto realizado em órbita e por meio dos instrumentos pousados na China. No geral, a evidência indica que o Oceanus Brucellarum foi provavelmente completamente depositado há cerca de 2 bilhões de anos.
antiguidades
Quando se trata do relógio da cratera do sistema solar, a nova data de Oceanus Procellarum rege algumas das séries temporais propostas, indicando menos impactos desde sua formação do que aquelas séries temporais previstas. Outros modelos correspondem ao histórico, porém os dados não requerem revisões significativas.
A maior surpresa está em explicar a evolução da lua. A idade “significa que aproximadamente 2.000 quilômetros cúbicos de magma basáltico irromperam perto do local de pouso cerca de um bilhão de anos após a localização de qualquer basalto lunar medido anteriormente.” Se essas datas representam os sedimentos como um todo, então a Lua teve mais atividade vulcânica ativa do que poderíamos esperar.
Em outras regiões da Lua, depósitos vulcânicos recentes estão associados a elementos como potássio e tório, que fornecem calor por meio da decomposição radioativa. A presença desses elementos parecia sugestiva, pois poderia indicar que a maior radioatividade fornece o calor necessário para manter as coisas derretidas para depois. As amostras obtidas por Chang’e 5 também contêm níveis mais elevados desses elementos radioativos, mas não mais elevados do que outros depósitos vulcânicos, de modo que a ideia de uma relação linear entre a radioatividade e a idade da atividade vulcânica não se sustenta.
Portanto, deixamos uma grande incerteza sobre como a Lua foi capaz de suportar essas erupções em grande escala tão tarde em sua história. Evidentemente, erupções vulcânicas em menor escala ocorreram posteriormente, devido a diferenças locais nas regiões onde o material quente ficou preso. Mas não está claro se esses processos poderiam apoiar algo como as erupções do Oceanus Procellarum.
Ciência, 2021. DOI: 10.1126 / Science. Réplica 7957 (Sobre DOIs)