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A atmosfera da Terra pode ser fonte de alguma água lunar
O trabalho liderado pelo professor associado de pesquisa do UAF Geophysical Institute, Gunther Kletetschka, contribui para um crescente corpo de pesquisas sobre a água nos pólos norte e sul da lua .
Por Rod Boyce - 28/04/2022


A imagem mostra a distribuição do gelo da superfície no p9lo sul da lua (esquerda) e polo norte (direita), detectado pelo instrumento Moon Mineralogy Mapper da NASA em 2009. O azul representa os locais de gelo e a escala de cinza corresponde à temperatura da superfície. Crédito: NASA

Íons de hidrogênio e oxigênio que escapam da atmosfera superior da Terra e se combinam na lua podem ser uma das fontes de água e gelo lunares conhecidos, de acordo com uma nova pesquisa realizada por cientistas do Instituto Geofísico Fairbanks da Universidade do Alasca.

O trabalho liderado pelo professor associado de pesquisa do UAF Geophysical Institute, Gunther Kletetschka, contribui para um crescente corpo de pesquisas sobre a água nos pólos norte e sul da lua .

Encontrar água é a chave para o projeto Artemis da NASA, a presença humana planejada de longo prazo na lua. A NASA planeja enviar humanos de volta à Lua nesta década.

“Como a equipe Artemis da NASA planeja construir um acampamento base no polo sul da lua, os íons de água que se originaram há muitas eras na Terra podem ser usados ​​no sistema de suporte à vida dos astronautas”, disse Kletetschka.

A nova pesquisa estima que as regiões polares da lua podem conter até 3.500 quilômetros cúbicos – 840 milhas cúbicas – ou mais de permafrost de superfície ou água líquida subsuperficial criada a partir de íons que escaparam da atmosfera da Terra. Esse é um volume comparável ao Lago Huron da América do Norte, o oitavo maior lago do mundo.

Os pesquisadores basearam esse total no cálculo do modelo de menor volume – 1% da fuga atmosférica da Terra atingindo a lua.

Acredita-se que a maior parte da água lunar tenha sido depositada por asteroides e cometas que colidiram com a lua. A maioria foi durante um período conhecido como o Bombardeio Pesado Tardio. Nesse período, cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, quando o sistema solar tinha cerca de 1 bilhão de anos, argumenta-se que os primeiros planetas internos e a lua da Terra sofreram um impacto incomumente pesado de asteroides.

Os cientistas também levantam a hipótese de que o vento solar é uma fonte. O vento solar carrega íons de oxigênio e hidrogênio , que podem ter se combinado e se depositado na lua como moléculas de água.

Agora há uma maneira adicional de explicar como a água se acumula na lua.
 
A pesquisa foi publicada em 16 de março na revista Scientific Reports em um artigo de autoria de Kletetschka e coautoria de Ph.D. estudante Nicholas Hasson do Instituto Geofísico e UAF Water and Environmental Research Center no Instituto de Engenharia do Norte. Vários colegas da República Tcheca também estão entre os coautores.

Este diagrama do trabalho de pesquisa de autoria de Gunther Kletetschka mostra a lua
se aproximando da cauda magnética da Terra. Crédito: Gunther Kletetschka

Kletetschka e seus colegas sugerem que íons de hidrogênio e oxigênio são levados para a lua quando ela passa pela cauda da magnetosfera da Terra, o que acontece em cinco dias da viagem mensal da lua ao redor do planeta. A magnetosfera é a bolha em forma de lágrima criada pelo campo magnético da Terra que protege o planeta de grande parte do fluxo contínuo de partículas solares carregadas.

Medições recentes de várias agências espaciais - NASA, Agência Espacial Europeia, Agência de Exploração Aeroespacial do Japão e Organização de Pesquisa Espacial Indiana - revelaram um número significativo de íons formadores de água presentes durante o trânsito da lua por esta parte da magnetosfera.

Esses íons se acumularam lentamente desde o bombardeio pesado tardio.

A presença da lua na cauda da magnetosfera, chamada de magnetocauda, ​​afeta temporariamente algumas das linhas do campo magnético da Terra — aquelas que são quebradas e que simplesmente se arrastam no espaço por muitos milhares de quilômetros. Nem todas as linhas de campo da Terra estão ligadas ao planeta em ambas as extremidades; alguns têm apenas um ponto de fixação. Pense em cada um deles como um fio amarrado a um poste em um dia ventoso.

A presença da lua na cauda magnética faz com que algumas dessas linhas de campo quebradas se reconectem com sua contraparte quebrada oposta. Quando isso acontece, os íons de hidrogênio e oxigênio que escaparam da Terra correm para essas linhas de campo reconectadas e são acelerados de volta à Terra.

Os autores do artigo sugerem que muitos desses íons que retornam atingem a lua que passa, que não possui magnetosfera própria para repeli-los.

"É como se a lua estivesse no chuveiro - uma chuva de íons de água voltando para a Terra, caindo na superfície da lua", disse Kletetschka.

Os íons então se combinam para formar o permafrost lunar. Parte disso, por meio de processos geológicos e outros, como impactos de asteroides, é conduzido abaixo da superfície, onde pode se tornar água líquida.

A equipe de pesquisa usou dados gravitacionais do Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA para estudar regiões polares junto com várias crateras lunares importantes. Anomalias em medições subterrâneas em crateras de impacto indicam locais de rochas fraturadas propícias para conter água líquida ou gelo. As medições de gravidade nesses locais de subsuperfície sugerem a presença de gelo ou água líquida , diz o artigo de pesquisa.

A pesquisa mais recente se baseia no trabalho publicado em dezembro de 2020 por quatro dos autores do novo artigo, incluindo Kletetschka.

 

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