A iluminação constante da lua em nosso céu noturno tem sido uma fonte de admiração e inspiração há milênios. Desde que as primeiras imagens de satélite da sua superfície foram obtidas na década de 1960, a nossa compreensão da companheira da Terra ao longo do tempo desenvolveu-se imensamente. Uma interação complexa de interações cósmicas e sistemas planetários, a superfície da Lua exibe uma infinidade de formas de relevo que evidenciam a sua história.

Uma dessas características são as escarpas lobadas lunares, formas de relevo curvilíneas longas (<10 km) resultantes do movimento de falhas de impulso, onde rochas mais antigas são empurradas acima de unidades mais jovens, levando ao encurtamento da crosta. Acredita-se que estes sejam alguns dos acidentes geográficos mais jovens da Lua, formando-se nos últimos aproximadamente 700 milhões de anos (o Copernicano da escala de tempo geológica lunar). Para fins de contexto, isto é considerado geologicamente "jovem", já que o universo é estimado em 13,7 bilhões de anos.

Estas escarpas lobadas lunares são o foco de uma nova investigação , publicada na Earth and Planetary Science Letters, que utiliza crateras na paisagem montanhosa circundante como indicadores do movimento das escarpas e, portanto, são candidatas ideais para estimar idades.

Explicando o significado de sua pesquisa, a Dra. Jaclyn Clark, da Universidade de Maryland, disse: “Ao contrário da Terra, a Lua não tem placas tectônicas, levando muitos cientistas a explorar o que impulsiona o tectonismo na Lua e em outros corpos rochosos em nosso sistema solar.

“A existência destas pequenas falhas de impulso lobadas sugere que a superfície lunar está a contrair-se devido ao arrefecimento interior da Lua a longo prazo (arrefecimento a uma taxa muito mais rápida do que a da Terra).

"Uma melhor compreensão de quando ocorreu a atividade tectônica e como a energia sísmica se atenua através do regolito (rocha não consolidada e poeira no topo da rocha) longe da falha, explorando a população da cratera, poderia ajudar a planejar missões mais seguras para a Lua."

Usando medições de distribuição de frequência de tamanho de cratera, o Dr. Clark e colegas determinaram as idades de 34 escarpas lobadas na superfície da lua. Eles ainda combinaram isso com pesquisas anteriores para gerar um conjunto de dados de 60 escarpas lobadas tanto no lado próximo quanto no lado oculto da lua. Além disso, estes dados forneceram informações sobre a magnitude da atividade sísmica associada ao movimento das escarpas e a probabilidade de reativação da falha.

Para fazer isso, os cientistas inserem imagens de satélite de alta resolução obtidas pela Lunar Reconnaissance Orbiter Camera no software de mapeamento geológico ArcGIS para medir o tamanho e a frequência das crateras dentro de uma área específica, permitindo o cálculo da densidade cumulativa de crateras e um modelo de idade.

A equipe de pesquisa observou um padrão na distribuição de idade entre footwalls (unidade de rochas na parte inferior de uma falha) e paredes suspensas (a unidade acima da falha empurrada para cima) através de crateras, proximais e distais à escarpa. Proximamente, cerca de 38% das paredes inferiores eram mais jovens que as paredes suspensas adjacentes, 47% o oposto e 15% aproximadamente da mesma idade. Para escarpas distais, 33% tinham paredes suspensas com idades duas vezes maiores que as paredes suspensas proximais, enquanto as paredes inferiores distais muitas vezes não eram consideravelmente mais antigas do que suas contrapartes proximais.

Clark explica: "Quando começamos a fazer medições de distribuição de frequência de tamanho de cratera nas localizações proximais da parede suspensa e da parede inferior, vimos inicialmente que a área da parede suspensa produzia uma idade mais jovem do que a parede inferior, levando-nos a pensar que havia pode haver mais tremores sísmicos na parede suspensa.

"Depois de expandir este método para 34 escarpas, descobrimos que este não é o caso para todas elas. Muitas escarpas têm idades semelhantes (ou seja, idades que se sobrepõem com erro) para as paredes suspensas e rodapés. A maioria das diferenças de idades estão entre os localizações proximais e distais, o que é provavelmente devido à atenuação da energia sísmica longe da falha."

Consequentemente, isto é evidência de redução do tremor devido ao movimento da escarpa lobada com a distância, afetando tipicamente os 1 km superiores da crosta. Isto significa que a atividade sísmica é restrita a profundidades mais rasas, aumentando a intensidade da agitação na superfície em comparação com se fosse mais profunda na crosta; é provável que também tenha um impacto maior, já que a gravidade mais fraca da lua a torna mais suscetível a tremores de maior intensidade com terremotos lunares de pequena magnitude.

Além disso, a equipe de pesquisa encontrou uma distribuição aleatória espacialmente nas idades das escarpas lobadas, sem nenhuma área específica do corpo planetário exibindo um aglomerado de idades semelhantes, bem como nenhuma correlação clara entre a idade e o comprimento das escarpas. No entanto, encontraram alguma correlação entre a forma da escarpa e a idade, com escarpas lineares formadas ao longo de 250 milhões de anos e escarpas arqueadas e irregulares ao longo dos últimos 50-150 milhões de anos.

Portanto, isto sugere que a formação de escarpas se deve a uma combinação do arrefecimento do interior da Lua ao longo de milhões de anos, resultando numa contração global (gerando escarpas arqueadas e irregulares) e tensões de maré diurnas (escarpas lineares).

A maior parte da atividade de falha de impulso associada à formação de escarpas lobadas foi datada dos últimos 400 milhões de anos, sendo a mais recente há 24 milhões de anos. Curiosamente, os cientistas também notaram uma tendência decrescente no tamanho das crateras impactadas por movimentos de escarpas nos últimos 250 milhões de anos, sugerindo, portanto, que também houve uma diminuição na atividade dos terremotos lunares durante este período. Dr. Clark observa que “isso pode significar que a taxa de resfriamento interno está diminuindo”, mas que mais pesquisas são necessárias para determinar se essa tendência continuará.

No geral, o movimento das escarpas incentiva a formação de novas crateras, ressurgindo a paisagem lunar e gerando idades mais jovens para os seus acidentes geográficos. O impacto desta redefinição das cronologias das crateras na nossa compreensão dos processos lunares é algo que os cientistas estão ansiosos para explorar mais, como explica o Dr. Clark: "Sem atmosfera na Lua, processos como o tectonismo e o vulcanismo têm mudado em grande parte a superfície lunar.

"Com o número limitado de amostras da Lua, as medições da distribuição da frequência do tamanho das crateras são atualmente a nossa melhor opção para determinar as idades da superfície. Além de obter uma idade de ressurgimento, a exploração da faixa de tamanho da cratera pode fornecer insights sobre como as crateras se degradam em certos materiais ou processos. Este trabalho apenas arranhou a superfície e estamos ansiosos para expandir esta pesquisa no futuro."