Ciência

Estudo indica acumulação gradual de gelo em crateras antigas da Lua

Crateras da Lua
Crateras da Lua - Naim uddin Id 6667907/shutterstock.com

Crateras mais antigas e permanentemente sombreadas no polo sul da Lua concentram maior quantidade de gelo de água. Uma pesquisa publicada nesta semana relaciona diretamente a idade dessas formações à distribuição do gelo detectado por instrumentos da Nasa. Os resultados mostram que o gelo se acumulou de forma gradual ao longo de bilhões de anos, em vez de chegar em um único evento catastrófico.

Os cientistas analisaram dados de temperatura da superfície lunar coletados pelo instrumento Diviner da sonda Lunar Reconnaissance Orbiter. Modelos computacionais consideraram as mudanças na inclinação da Lua ao longo do tempo. Crateras que permaneceram na sombra por períodos mais longos exibem sinais mais fortes de gelo identificados pelo Lyman-Alpha Mapping Project da mesma sonda.

Distribuição irregular do gelo nas crateras polares

O gelo não aparece de forma uniforme nas regiões permanentemente sombreadas. Algumas crateras antigas guardam quantidades maiores, enquanto outras mais recentes ou que passaram por variações térmicas ao longo da história lunar apresentam menos material.

A equipe identificou crateras próximas ao polo sul lunar. A cratera Haworth, por exemplo, permanece na sombra há mais de três bilhões de anos e mostra alguns dos sinais de radar mais intensos para presença de gelo. Já formações que só entraram em condições de frio mais recentemente tiveram menos tempo para acumular o recurso.

  • Crateras mais antigas apresentam maior cobertura de gelo em suas áreas.
  • Mudanças na inclinação da Lua alteraram as regiões de sombra ao longo de bilhões de anos.
  • Gelo exposto à luz sublima e se perde no espaço ou migra para outras armadilhas frias.
  • Modelos combinam dados térmicos do Diviner com observações ultravioletas do LAMP.
  • Distribuição atual reflete ciclos contínuos de depósito e preservação do gelo.

A pesquisa foi conduzida por Oded Aharonson, do Instituto Weizmann, em colaboração com Paul Hayne, da Universidade do Colorado em Boulder, e Norbert Schörghofer, do Planetary Science Institute. O estudo saiu na revista Nature Astronomy.

Mudanças na inclinação afetam estabilidade do gelo

A inclinação da Lua variou ao longo de sua história. Isso fez com que crateras que estavam permanentemente na sombra há bilhões de anos hoje recebam luz em certos períodos, enquanto outras passaram a oferecer condições mais estáveis de frio. Quando exposto, o gelo sublima e desaparece ou se desloca para locais mais protegidos.

Os modelos mostraram que as crateras mais antigas na sombra permanente acumularam gelo de maneira contínua. A equipe descartou a ideia de um impacto único de um cometa gigante que teria depositado água em grande quantidade de uma vez. Em vez disso, o processo ocorreu de forma mais ou menos constante por pelo menos três a 3,5 bilhões de anos.

Missões anteriores como Clementine, em 1994, Lunar Prospector e a própria Lunar Reconnaissance Orbiter detectaram indícios de gelo nas regiões polares. As amostras trazidas pelas missões Apollo entre 1969 e 1972 mostravam regolito seco na superfície, o que contrastava com os dados de radar e espectroscopia posteriores. A nova pesquisa reconcilia essas observações ao demonstrar que o gelo se preserva principalmente em cold traps antigos e profundos.

Cientistas observaram que nem todas as crateras permanentemente sombreadas contêm a mesma quantidade de gelo. Fatores como o tempo de exposição à sombra, o bombardeio por micrometeoritos e o revolvimento do regolito influenciam a preservação. Regiões que mantiveram frio estável por períodos mais longos apresentam maior probabilidade de conter gelo utilizável.

Fontes possíveis do gelo lunar

O gelo pode ter chegado à Lua por meio de impactos menores e frequentes de asteroides e cometas ao longo do tempo. Outra hipótese envolve o vulcanismo antigo que liberou água do interior lunar, contribuindo para a formação das planícies de lava conhecidas como mares lunares. O vento solar também pode ter desempenhado um papel ao fornecer hidrogênio que reage com oxigênio na superfície.

Moléculas de oxigênio e até mesmo água da atmosfera terrestre escapam para o espaço e alcançam a Lua há bilhões de anos. Esses mecanismos atuam de forma gradual, explicando a acumulação observada. A distribuição irregular surge porque cada cratera teve uma história térmica diferente.

A cratera Clavius e outras formações grandes também foram analisadas em estudos complementares. Dados de temperatura e reflectância ajudaram a mapear onde o gelo tem maior chance de permanecer estável. A combinação de instrumentos permite agora priorizar alvos para futuras explorações.

Relevância para missões de exploração lunar

A presença de gelo representa um recurso valioso para futuras bases lunares. Astronautas podem usar a água para beber, gerar oxigênio para respiração e produzir combustível de foguete a partir da decomposição em hidrogênio e oxigênio. Localizar crateras com maior concentração ajuda a definir locais estratégicos para pousos e operações de extração.

A cratera Haworth aparece como uma das principais candidatas devido ao longo período na sombra e aos sinais intensos de gelo. Outras crateras antigas no polo sul lunar também ganham destaque em planejamentos de missões. Os modelos refinados orientam onde buscar com maior probabilidade de sucesso.

Paul Hayne lidera o desenvolvimento do instrumento Lunar Compact Infrared Imaging System, conhecido como L-CIRiS. Essa câmera térmica permitirá observações mais detalhadas de crateras polares. O equipamento deve seguir para a Lua no final de 2027 como parte do programa Commercial Lunar Payload Services da Nasa, a bordo de um módulo da Intuitive Machines.

Análise baseada em dados orbitais existentes

Os pesquisadores trabalharam com informações coletadas pela Lunar Reconnaissance Orbiter desde 2009. O Diviner forneceu mapas de temperatura, enquanto o LAMP mediu reflectância ultravioleta para identificar gelo exposto. A integração desses dados com simulações térmicas permitiu reconstruir a história de cada cratera estudada.

Resultados de missões como SOFIA e observações anteriores reforçam a presença de gelo em áreas sombreadas. A nova pesquisa explica por que a quantidade varia tanto entre crateras vizinhas. Regiões mais jovens na sombra permanente acumularam menos material, enquanto as antigas atuam como reservatórios mais eficientes.

Cientistas enfatizam que a origem exata da água só será confirmada com análise direta de amostras. Missões robóticas ou tripuladas que acessem o interior das crateras polares poderão trazer material para estudo na Terra. Enquanto isso, os modelos atuais guiam o planejamento de explorações.

Detalhes sobre crateras antigas e cold traps

A equipe mapeou a duração da sombra permanente em várias formações lunares. Crateras que funcionam como cold traps há mais de três bilhões de anos concentram maior fração de gelo em sua superfície e subsolo. Em contraste, áreas que só recentemente alcançaram condições estáveis de frio mostram quantidades menores.

A pesquisa confirma que o gelo não se distribui uniformemente nem mesmo dentro de uma mesma cratera. Variações locais de temperatura, impacto de partículas e processos geológicos influenciam onde o material se acumula. Esses insights ajudam a compreender processos semelhantes em outros corpos gelados do Sistema Solar, como Mercúrio e alguns asteroides.

O estudo chega em um período de renovado interesse pela Lua. Programas como Artemis da Nasa preveem retorno de astronautas à superfície. O gelo pode reduzir custos ao diminuir

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