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Campo magnético lunar – parte 1

Figura 01: Estrutura interna da Lua.

Desde que as missões Apollo  tiveram êxito,  os astronautas trouxeram amostras  da superfíe lunar, as quais foram exaustivamente estudadas. Tais estudos sinalizaram que nas rochas lunares há registos precisos do antigo campo magnético lunar. As rochas lunares possuem inúmeros grãos que, embora sejam minúsculos, se comportam como agulhas de uma bússula. Ou seja, ficaram alinhados com o campo magnético da Lua primitiva e tal “assinatura” ficou gravada nas amostras trazidas para a Terra. Evidentemente que a análise dessas rochas permite-nos ter uma idéia do quão intenso  era o campo magnético da Lua primitiva.

Na primeira análise, somente foi possível fazer uma estimativa  da intensidade do campo magnético lunar dentro do intervalo de 3,2 a 4,2 mil milhões de anos no passado. Porém,  um selecto grupo de rochas, dentre aquelas trazidas pelas missões Apollo, não foram formadas por antigas erupções lunares e sim por  impactos de asteróides.  As rochas,  pertencentes a esse grupo,  foram derretidas pelo  calor do impacto  e se recristalizaram seguindo as orientações  determinadas pelo campo magnético  lunar. Uma dessas rochas, catalogada como amostra 15498 da Apollo 15 e recolhida  a 01/08/1971 na orla sul da Cratera Dune da Lua, apresentou uma mescla entre  minerais e fragmentos de rochas que foram “soldados”  por uma matriz vítrea. O detalhe está na preservação  dos registos do campo magnético lunar no momento em que a rocha foi montada. Segundo os investigadores, o material vítreo  apresentou propriedades de gravação magnética, além de ser capaz de soldar minerais e fragmentos de rocha.

Evidentemente que as rochas lunares mais antigas ainda são alvo de estudos. E na semana passada, um grupo de investigadores do MIT (Massachusetts Intitute of Technology), que trabalha em parceria com a equipa de investigação da Universidade Rutgers,  divulgaram os resultados parciais de estudos mais avançados e precisos das rochas lunares. Segundo os investigadores, as antigas rochas lunares  apresentaram evidências  que dão margem para um modelo “um tanto  antigo”, o qual é  denominado dínamo.  Nestes termos, a tese defendida é que  um dínamo activo esteve presente no núcleo metálico fundido da Lua. Tal mecanismo era responsável pela geração do campo magnético lunar.  Os resultados, do presente estudo, actualizaram também a estimativa feita para esse campo magnético, haja vista que foi comprovada que a duração do dínamo lunar tenha sido um pouco mais que  mil milhões de anos além das   estimativas anteriores.

Em linhas gerais,  os dínamos são geradores naturais de campos  magnéticos  em torno de corpos terrestres. São alimentados pela agitação de fluidos condutores  dentro de muitas estrelas, planetas e luas.

Figura 02:  Dínamo lunar.

Na figura 02, destaca-se uma concha avermelhada mais interna que, de facto, é o núcleo metálico líquido da Lua. O movimento desta concha foi o responsável pelo campo magnético lunar.

As equipas do MIT e da Univesidade de Rutgers usaram uma amostra lunar trazida pela missão Apollo 15. A amostra apresentou sinais  de formação, os quais foram datados de  1 a  2,5 mil milhões de anos no passado. O campo magnético da amostra é relativamente fraco, da ordem de 5 microteslas, ou seja, dez  vezes mais fraco do que o actual campo magnético terrestre.

Muitos destes investigadores estiveram presentes nas primeiras análises das rochas lunares, que foram datadas entre 3,2 a 4,2 mil milhões de anos. Aliás, estas rochas lunas  se formaram na presença de um campo magnético bem mais intenso, algo próximo de 100 microteslas.  Na época em que as primeiras análises foram realizadas, os investigadores não puderam afirmar com clareza se  o dínamo lunar cessou logo em seguida, ou se ficou um certo  tempo enfraquecido antes  de se dissipar  definitivamente.  Hoje, a equipa é unânime em afirmar que o dínamo lunar persistiu por, no mínimo,  mil milhões de anos a mais. No total, estima-se que o dínamo da Lua tenha  durado  dois mil milhões de anos, ou um pouco mais que isso.

A drástica queda do campo magnético lunar  pode ser em virtude de dois mecanismos distintos. A proposta vigente é que  o dínamo da Lua tenha sido alimentado  pela atração gravítica da Terra. Há muito tempo no passado, a Lua, estando muito próxima de nosso planeta, estava sob a influência de uma intensa força gravítica. A qual era forte o suficiente para  puxar e girar o exterior rochoso da Lua. Acredita-se que  o centro líquido da Lua talvez tenha sido arrastado juntamente com sua concha exterior, o que  acarretou na geração de um campo magnético. Entretanto, aproximadamente 3 mil milhões de anos atrás, a Lua  tem se afastado da Terra. Consequentemente, houve uma queda na intensidade da força de atração gravítica, sendo insuficiente  a energia para manter o dínamo. Aqui acredita-se que um outro mecanismo tenha actuado. Uma vez que o campo magnético estava a enfraquecer-se, à medida que a Lua se afastava da Terra, o núcleo lunar talvez tenha  dado continuidade em um lento processo de arrefecimento, o qual perdurou por  mil milhões de anos. Desta forma, à medida que  a Lua se esfriava, seu núcleo jogava para o alto  o material menos denso (seja porque o mesmo estava quente, seja por sua composição ser diferente  daquela que compõe o fluido circundante).

Agora, as equipas estão a medir esforços para determinarem  a época exacta em que o dínamo lunar parou em definitivo. Para tal finalidade,  planea-se  analisar rochas lunares mais jovens. Hoje, sabe-se que  o campo magnético lunar é nulo, além do mais,  o dínamo cessou em algum momento entre a formação da Lua e a presente data. A idéia é trabalhar com dois mecanismos, a saber:  o primeiro que alimentou o dínamo – mais antigo e muito mais forte – e o segundo, que manteve o núcleo lunar a “agitar-se” mesmo sob temperaturas mais baixas, nos intantes finais da existência do dínamo. Vale salientar que  o conceito  de campo magnético planetário é algo recente. E por enquanto, ainda não muito bem compreendido.

Figura 03: A amostra de rocha lunar da Apollo 15.

Na figura 03,  temos uma amostra da rocha lunar da Apollo 15, a qual foi estudada pelos investigadores do MIT e da Universidade  de Rutgers. A amostra  consiste  de fragmentos de basalto impregnados  a uma matrix vítrea  e escura  produzida  pela fusão de um impacto de meteorito. Para  efeitos de escala, o cubo negro, tem 1 cm de aresta.

Como tudo isso é realizado? Na prática, a equipa submeteu a rocha lunar (figura 02) a um processo de datação.  Uma vez estimada a “idade” da rocha (entre 1 a 2,5 mil milhões de anos), a equipa teve a certeza que estava diante de um artefacto que lhe daria vestígios do campo magnético da Lua primitiva. Assim,  explorou-se uma matriz vítrea da rocha, onde foram encontrados alguns sinais. Com o uso de um magnetómetro de alta sensibilidade, pode-se  medir as propriedades magnéticas das rochas lunares. O passo seguinte foi expor a amostra a um campo magnético conhecido (experimento realizado em laboratório). Como a magnetização é sensível à temperatura, aqueceu-se a rocha até uma temperatura bem elevada, extrema, para ser mais preciso. A idéia foi reproduzir a temparatura na qual a rocha tenha se formado. Uma vez detetada e medida a variação da magnetização, podemos finalmente  determinar  a intensidade do campo magnético da Lua primitiva.

Dr. Nélio Sasaki – Doutor em Astrofísica, Coordenador do NEPA, Líder do NEPA/UEA/CNPq, Membro da IAU, Coordenador do PLOAD/Brasil, Membro do Conselho Diretivo do PLOAD, Membro da SAB, Membro da ABP, Membro da APAS,  Membro da SBPC, Membro da SBF, Revisor da Revista Electrónica IODA, Revisor ad hoc do PCE/FAPEAM, Revisor ad hoc da Revista Areté, Director do Planetários de Manaus e Parintins, Professor Adjunto da Universidade do Estado do Amazonas (UEA).

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