AstroManual - Astronomia Observacional Amadora
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Cronologia Lunar (parte1)

As Eras Geológicas da Lua

A geologia planetária é o estudo da origem, evolução, e distribuição de matéria sólido condensada na forma de planetas, satélites, cometas, e asteróides. O termo geologia é usada aqui em seu sentido mais amplo para designar o estudo das partes sólidas dos planetas. Dessa forma, os aspectos de geofísica, geoquímica, geodésica, cartografia, e outras disciplinas relacionadas ao estudo de corpos sólidos estão incluídas no termo geral, Geologia.
A craterização por impacto foi um processo geológico sempre presente ao longo da história do Sistema Solar, e é provável que crateras e bacias que formam formadas por esses eventos afetaram significativamente a formação das crostas planetárias em suas respectivas formações inicias e isso inclui a Terra. As crateras de impacto também provêem essenciais meios de estabelecer cronologias planetárias e lançar luz sobre as histórias evolutivas das populações de projétil. Os processos que degradam, coroe, e modificam uma superfície planetária, em especial a lunar, devem ser mais bem entendidos através da cronologia das crateras e da formação das bacias.

Datação

Para melhor estudar e compreender a evolução da geologia lunar, os Geólogos adotaram uma evolução de tempo para a história geológica lunar semelhante à linha cronológica secular conhecida por ''Eras'' da história geológica da Terra. A estimativa da formação da Lua apontam para provavelmente cerca de uns 4.6 bilhões de anos atrás pelo impacto de um planetóide de considerável dimensões com nossa própria Terra.
A Lua foi imprensada por tantos meteoritos e outros objetos que as cicatrizes deixadas por eles, as crateras, são as marcas desses impactos e podem ser usadas para datar a época desses eventos. Além disso, as rochas que as missões lunares tripuladas americanas e a da sonda robótica soviética, ajudaram muito nesse estudo de datação. A história antiga da nossa Terra é dividida em períodos de acordo com os diferentes espécimes fossilizados encontrados nas rochas terrestres, como por exemplo, bactérias, trilobites, dinossauros, samambaiais, troncos de árvores, peixes, conchas, ossos, etc. Obviamente, este método de marcar a escala de tempo não pode funcionar na Lua. Ao invés disso, nós marcamos o tempo na Lua medindo a idade de crateras de impacto. As crateras de impacto são excelentes como marcadores de tempo porque elas são eventos instantâneos, e cujas marcas não sofreram erosão de fenômenos atmosféricos ou da água, sendo, portanto muito bem preservadas, embora tenha havido erosão por sucessivos impactos e conseqüentes desmoronamentos e também haja vestígios de elementos trazidos pelo vento solar.
O choque de um grande impacto cria novo mineral radioativo que é fácil de serem datados em laboratório. As amostras de rochas trazidas pelas missões que pousaram na Lua foram datadas desse modo. Os grandes impactos também esparramaram materiais ejetados (escombros) em cima de uma grande distância e assim eles podem ser encontrados muito longe de seu local de origem, o que permite datar regiões extensas da Lua.
A maioria das bacias de impacto gigantes que foram analisadas, formaram-se durante o período Nectarian. Isto significa que o período de Bombardeio Pesado é calculado haver sido de 3.9 a 3.5 bilhões anos atrás. Foram usadas quatro crateras de impacto específicas para datar objetos na lua: Nectaris Bacin, Imbrium Bacin, e as crateras Eratosthenes e Copernicus. Amostras de cada uma destas crateras tiveram suas idades datadas em laboratório. A história lunar é esculpida então para cima de 5 épocas diferentes, divididas em quando cada cratera foi formada.

A Estratigrafia Lunar

Idade das bacias Lunares
(final do período de bombardeamento)

Nota: Ao pesquisarmos os dados do início do tempo de cada Era da história geológica lunar encontramos algumas discrepâncias e por isso foram colocados entre parênteses.

Após os vôos da Apollo e outras missões lunares, ficamos conhecendo um pouco mais da história geológica da Lua após seu nascimento e devemos a elas a maior parte dos detalhes que hoje conhecemos sobre a Lua.
382 kg de amostras de rochas foram trazidas a Terra pelos programas das missões Apollo. Estas amostras lunares são particularmente valiosas porque podem ser datadas. A maioria das rochas da superfície lunar parece ter entre 4,6 e a 3,9 bilhões de anos enquanto as rochas mais velhas terrestres raramente têm mais de 3 bilhões de anos. Assim, a Lua fornece pistas inéditas sobre a história pregressa do Sistema Solar.

Os cientistas lunares designaram o período mais antigo da história geológica lunar como sendo a Era Pre-Nectarian, assim chamada porque descreve as condições da Lua em sua formação até um período muito menor (mas ainda considerável até onde a Lua concerne) impacto que criou a bacia do Mare Nectaris; período esse que foi quando a Lua sofreu o período mais violento de transformações durante sua história geológica.
Se a teoria do oceano de magma está correta, é bastante provável que este oceano original pode ter sido conseqüência de um impacto gigante com a Terra. Alguns cálculos sugerem que um tal impacto pudesse ter derretido até um terço do objeto impactor e da Terra. Se o impacto original não proveu a energia de calor necessária para formar o oceano de magma, ou se o efeito do choque ejetou o material para fora como os restos do impactor e que se re-formaram e esfriaram em órbita de Terra, há outro mecanismos que poderiam responder pelo oceano de magma. Por exemplo, um acreção dos escombros do Sistema Solar primordial pela Lua muito jovem, o não era um processo muito calmo, mas que teria envolvido impactos muito enérgicos capaz de derreter as capas exteriores da Lua para criar o oceano de magma. O calor lançado teria afundado o ferro metálico, mais pesado, durante a formação do caroço central, o que poderia ter provido a energia para o derretimento, como também pode ter pode ser uma interação relativa a maré com a Terra.
As missões das Apollos descobriram quantias enormes de urânio radioativo, tório e isótopos de potássio na crosta lunar que teria lançado quantias enormes de calor se assumido que eles existiram em concentrações semelhantes ao longo da crosta e manto da Lua jovem. Eventualmente o oceano de magma teria esfriado, mas não antes de ferver e volatilizar elementos como a água, sódio e potássio. Feldspatos de plagioclase (plagioclásio) de baixa densidade anorthosite (anortoclásio) foram para o topo do oceano de magma, formando a crosta sólida. Debaixo da crosta de anorthosite, os magmas teriam continuado a esfriar e solidificar até a profundidade de 1100 km - o que foi determinada por experimentos pela onda sísmica das missões Apollo como a localização do limite entre as zonas sólidas e fundidas. Todavia, vários fatores pode haver contribuído para que a Lua tivesse originalmente um enorme oceano de lava fluida. Os resultados obtidos pelas pesquisas lunares indicam que a Lua é principalmente sólida, e que apenas o caroço interno, de raio de 600 km, ainda hoje permanece parcialmente fundido. Sismos lunares ainda acontecem no manto a profundidades de 600 a 800 km debaixo da superfície, e assim sabemos que a Lua não está completamente quieta ou morta, como anteriormente era pensamento de alguns. Há evidência que interações relativas desses sismos tenha como gatilho as marés de Terra porque muitos destes sismos tendem a acontecer quando a Lua está em perigeu ou apogeu. O oceano de magma provavelmente tenha se solidificado a aproximadamente 4.2 bilhões anos atrás.

A Era de Nectarian seguiu a Era Pre-Nectarian e começa com o grande evento de impacto que criou o Mare Nectaris, uma bela forma oval escura facilmente visível em binóculos no quadrante sudeste da Lua. Este evento aconteceu à cerca de 3.92 bilhões anos atrás, onde aconteceram significantes numerosos impactos por meteoróides na Lua durante este período e criaram uma bacia de impacto de multianéis cujo anel exterior é preservado em parte como na Escarpa de Altai. A maioria significante daquilo que aconteceu na Era de Nectarian é o que os cientistas chamam de "recente bombardeio pesado" ou "cataclismo terminal". Durante este período que terminou a mais ou menos 3.9 bilhões anos atrás asteróides pequenos dinamitaram mais de quarenta bacias de impacto grandes da crosta lunar jovem.
As missões Apollo provaram que as terras altas, chamadas de terrae ou highland (crosta) apresentam rochas de locais extensamente separados. Apesar de ser de lugares que estavam muito distante um do outro, a datação por isótropo destas rochas mostraram idades que chegam ao redor de 3.9 bilhões anos. Isto sugeriu que a maioria das terras altas da Lua foi formada a uns 3.9 bilhões anos atrás. Esta foi uma surpresa aos geólogos lunares, que anteriormente haviam pensado que as idades seriam mais próximas a 4.2 bilhões anos, quando o oceano de magma solidificou.
Claramente os impactos que formaram as bacia teriam reajustado os relógios geológicos desta crosta das highlands numa escala de 3.9 bilhões anos. Estas rochas, inclusive as brechas (breccias), mostraram sinais de choque de impacto, o que foi identificado nas amostras trazidas da Lua para a Terra. O bombardeamento pesado da superfície lunar durante a Era Nectarian também foi responsável pela criação da funda capa de 2 km de regolito (regolith) que pulverizou a crosta.

Seguindo-se a Era de Nectarian temos a era chamada de Era Imbrium porque começa com o impacto gigante que formou o Mare Imbrium a uns 3.85 bilhões anos atrás, não longo depois do fim do recente bombardeio pesado. O impactor que formou o Imbrium provavelmente era um asteróide uns 100 km de diâmetro, sendo que sua colisão com a Lua causou uma explosão catastrófica que esculpiu uma enorme cratera circular onde há agora uma área escura facilmente visível ao olho desnudo.
O Mare Imbrium domina o quadrante noroeste da Lua e mede 1500 km por suas planícies de lava. O impacto do Imbrium teria estremecido demais a Lua o que provavelmente teria provocado numerosas fraturas e um vigoroso período de vulcanismo lunar na magra crosta lunar ainda jovem. Isso teria permitido que quantias enormes de lavas aflorassem para cima da zona do poço de fundição, o qual não estava tão longe debaixo da superfície neste período da história geológica da Lua. Em cima dos próximos 700 milhões de anos, estas lavas encheram as bacias de impacto de quarenta ou mais crateras de impacto esculpidas durante a Era Nectarian precedente e é por isso que hoje nós vemos estas áreas coloridas de tons mais escuros.
As lavas lunares foram, de longe, produzidas de formas diferentes das lavas produzidas pelos vulcões terrestres. Amostras dos basaltos lunares colecionadas por astronautas das Apollos mostraram que as lavas eram menos viscosas que as da Terra. Experimentos de laboratório mostraram que a lava lunar tem a consistência de óleo magro de motor, não bastante espesso para construir os comes de vulcões de proteção que são encontrados em nosso planeta. Estas lavas magras teriam tido uma tendência para se juntar em lagoa ao término da erupção, cobrindo muitos dos tubos de lava e outros sinais de vulcanismo que é estranhamente raro na Lua. Mas elas eram bastante densas para se acentuar e fraturar dando forma aos rilles concêntrico que podemos ver hoje ao redor das margens de muitas regiões dos mares lunares, inclusive do Mare Humorum. É possível que os cumes de ruga misteriosos, ou pelo menos alguns deles, também foi produzido deste modo. Contudo, como explicar a quase ausência de lava em regiões de Maria na face não visível da Lua?
A melhor resposta para esta desconcertante pergunta provavelmente é que não houve nenhum impacto nas proporções da escala que formou a bacia Imbrium (face visível da Lua) no lado distante da Lua quando a crosta lunar estava bastante magra para permitir o afloramento de um poço de lava. De qualquer forma, devemos nos lembrar que a profundidade na face distante da Lua é bem maior que a da face visível. Ao final da Era Imbrium, 3. 15 bilhões anos atrás, a crosta lunar tinha solidificado a uma profundidade onde as lavas estavam muito fundas para subir à superfície e havia terminado o período de difusão do vulcanismo. Por este tempo a Lua já se parecia em muito com o que vemos hoje, com todas as Maria principais e as terras altas.

Seguindo a cessação do vulcanismo lunar, entra o período mais longo da história geológica lunar, a Era Eratosthenian, com duração de aproximadamente de 3 bilhões a 1.2 bilhões a anos atrás. Sendo que nesse longo período não houve Havia nenhum cataclísmico impactos no estilo da Era Imbrium que encheu o mare de lava. Ao invés disso, a Lua experimentou um pouco de vulcanismo durante este tempo, e muitos impactos modestos de meteoróides que, mais de 2 bilhões anos, gradualmente corroeu as encostas das terras altas ( terrae ou highland e pulverizou a superfície, suavizando e arredondando o aparecimento de não só as montanhas lunares, mas de quase todos os outros aspectos da topografia da Lua . Certamente muitas formações foram completamente destruídas pelas Eras de impactos de meteorito, e é provável tanto evidência de anéis de impacto múltiplos ou foi obliterada ou foi feito obscurecimento por este processo, como podemos presenciar na região Eratosthenes / Copernicus que inclui as crateras nomeada para este período da história geológica lunar e o próximo.

O período mais recente da história geológica lunar aconteceu ao término da Era Copernican, e assim foi nomeada porque a grande cratera Copernicus foi formada não muito longe do começo desta Era. Começando aproximadamente acerca de 1.2 bilhões anos atrás, a Era Copernican se caracteriza por poucos eventos de impacto moderados que criaram crateras relativamente novas como Copernicus e Tycho. Ambas as crateras apresentam sistemas de raios (raias) bem preservados o que evidencia as suas relativas jovialidades da características lunares de eventos do passado.

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