Cientistas encontram em rochas de 3,7 bilhões de anos uma assinatura química que coincide com amostras da Apollo e reforça a origem comum da Terra e da Lua

Rochas preservadas no oeste da Austrália guardaram durante bilhões de anos uma pista sobre uma das maiores questões da história do Sistema Solar. Cientistas analisaram cristais extremamente antigos e encontraram uma assinatura isotópica de estrôncio que, quando reconstruída no tempo, converge com valores obtidos em rochas lunares trazidas pelas missões Apollo. O resultado reforça os modelos segundo os quais Terra e Lua compartilharam material durante o gigantesco impacto que formou nosso satélite.

O que os cientistas encontraram nas rochas australianas?

As amostras vêm do Complexo Manfred, na região de Murchison, no oeste da Austrália. Com aproximadamente 3,73 bilhões de anos, esses anortositos estão entre as rochas mais antigas preservadas no continente australiano. Elas são formadas principalmente por plagioclásio, um tipo de feldspato particularmente útil para reconstruir condições químicas muito antigas.

Ao estudar partes excepcionalmente preservadas desses cristais, a equipe conseguiu obter um valor inicial muito baixo para a razão entre diferentes isótopos de estrôncio, de aproximadamente 0,700050. Segundo o trabalho, trata-se de uma das medições precisas menos radiogênicas já obtidas em uma amostra terrestre tão antiga.

Por que o estrôncio consegue guardar uma informação de bilhões de anos?

A explicação envolve o rubídio-87, um isótopo que se transforma lentamente em estrôncio-87. Como esse processo acontece em escalas de tempo gigantescas, a proporção entre os isótopos pode funcionar como uma espécie de registro químico das condições existentes quando determinado mineral se formou.

O plagioclásio é especialmente interessante porque incorpora bastante estrôncio e relativamente pouco rubídio. Isso ajuda partes bem preservadas do cristal a manterem uma assinatura próxima daquela registrada originalmente, permitindo aos pesquisadores reconstruir a composição do material que deu origem à rocha.

O que as amostras da Apollo têm a ver com essa descoberta?

Os pesquisadores compararam os dados terrestres com anortositos lunares coletados pelo programa Apollo. Essas rochas são relativamente raras na Terra, mas muito comuns nas regiões claras e elevadas da Lua, onde fazem parte de sua antiga crosta.

A comparação chamou atenção por alguns pontos:

• As rochas australianas possuem aproximadamente 3,73 bilhões de anos;
• Anortositos lunares preservam registros da crosta primordial da Lua;
• A amostra lunar 60025, da Apollo 16, tem idade estimada em cerca de 4,51 bilhões de anos;
• Seu valor inicial de estrôncio foi calculado em aproximadamente 0,699062;
• Ao reconstruir a evolução dos dois corpos até cerca de 4,515 bilhões de anos atrás, os valores convergem;
• O resultado calculado fica próximo de 0,699061 para a composição inicial compartilhada.

Essa convergência é consistente com Terra e Lua partindo de uma composição semelhante no início de suas histórias.

Como isso reforça a hipótese do gigantesco impacto que criou a Lua?

O modelo predominante propõe que um corpo planetário, frequentemente chamado de Theia e aproximadamente do tamanho de Marte, colidiu com a Terra primitiva há cerca de 4,5 bilhões de anos. O impacto teria misturado e lançado enormes quantidades de material ao espaço, a partir do qual a Lua se formou.

Um evento tão energético também ajuda a explicar diferenças posteriores entre os dois corpos. O rubídio é relativamente volátil, enquanto o estrôncio é menos volátil. Durante um impacto extremamente quente, esses elementos podem ter sido separados de maneiras diferentes, fazendo a evolução isotópica da Terra e da Lua seguir trajetórias distintas, mesmo que ambas partissem de uma origem muito semelhante.

Como os pesquisadores conseguiram encontrar uma assinatura tão antiga?

O desafio foi justamente descobrir quais pequenas regiões dos cristais ainda preservavam o sinal original. As rochas passaram por eventos térmicos e alterações durante bilhões de anos, capazes de movimentar rubídio e estrôncio e apagar parte do registro.

A equipe utilizou técnicas de análise em escala muito pequena para:

• Mapear a distribuição química dentro dos cristais;
• Identificar regiões alteradas por fluidos e fraturas;
• Separar pequenas áreas de plagioclásio ainda preservadas;
• Medir os isótopos de estrôncio ponto a ponto;
• Comparar o resultado com outro sistema isotópico baseado em potássio e cálcio;
• Excluir a possibilidade de que o sinal viesse de contaminação posterior da crosta continental.

Essa seleção foi fundamental porque grande parte do cristal já não conservava a composição original. O resultado principal dependeu das pequenas regiões que escaparam melhor das alterações geológicas posteriores.

Essa descoberta prova definitivamente como a Lua nasceu?

Não. A hipótese do grande impacto já possui apoio de diferentes evidências isotópicas e modelos físicos, e o novo estudo acrescenta uma peça importante ao resolver uma discrepância que existia nos dados de estrôncio. Os próprios resultados devem ser interpretados como evidência consistente com uma composição inicial comum, e não como uma demonstração isolada capaz de encerrar todas as questões sobre a formação lunar.

O mais impressionante é que parte dessa história permaneceu registrada em pequenas regiões de cristais australianos durante aproximadamente 3,7 bilhões de anos. Quando esse sinal terrestre é combinado com rochas recolhidas na Lua, os dois registros apontam para trás, em direção a uma época de cerca de 4,5 bilhões de anos atrás, quando Terra e Lua ainda estavam ligadas pelos eventos violentos que moldaram os primeiros capítulos do Sistema Solar.