11/10/2022 - 9:40
Olhando para a Lua no céu noturno, você nunca imaginaria que ela está se afastando lentamente da Terra. Mas sabemos o contrário. Em 1969, as missões Apollo da Nasa instalaram painéis refletivos na Lua. Estes mostraram que a Lua está atualmente se afastando 3,8 cm da Terra a cada ano.
Se pegarmos a atual taxa de recessão da Lua e a projetarmos de volta no tempo, acabamos com uma colisão entre a Terra e a Lua há cerca de 1,5 bilhão de anos. No entanto, a Lua foi formada há cerca de 4,5 bilhões de anos, o que significa que a atual taxa de recessão é um guia ruim para o passado.
Junto com nossos colegas pesquisadores da Universidade de Utrecht e da Universidade de Genebra, usamos uma combinação de técnicas para tentar obter informações sobre o passado distante do nosso Sistema Solar.
Recentemente, descobrimos o lugar perfeito para descobrir a história de longo prazo de nossa lua em declínio. E não é do estudo da própria lua, mas da leitura de sinais em antigas camadas de rocha na Terra.
Leitura entre as camadas
No belo Parque Nacional Karijini, no oeste da Austrália, alguns desfiladeiros cortam sedimentos de 2,5 bilhões de anos, em camadas ritmadas. Esses sedimentos são formações de ferro em faixas, compreendendo camadas distintas de minerais ricos em ferro e sílica, outrora amplamente depositados no fundo do oceano e agora encontrados nas partes mais antigas da crosta terrestre.
As exposições de penhascos em Joffre Falls mostram como camadas de formação de ferro marrom-avermelhada com menos de um metro de espessura são alternadas, em intervalos regulares, por horizontes mais escuros e mais finos.
Os intervalos mais escuros são compostos por um tipo de rocha mais mole e mais suscetível à erosão. Um olhar mais atento aos afloramentos revela a presença de uma variação adicionalmente regular e em menor escala. Superfícies rochosas, que foram polidas pela água sazonal do rio que atravessa o desfiladeiro, revelam um padrão de camadas alternadas de branco, avermelhado e cinza-azulado.
Em 1972, o geólogo australiano A. F. Trendall levantou a questão sobre a origem das diferentes escalas de padrões cíclicos e recorrentes visíveis nessas camadas de rochas antigas. Ele sugeriu que os padrões podem estar relacionados a variações passadas no clima induzidas pelos chamados “ciclos de Milankovitch”.
Mudanças climáticas cíclicas
Os ciclos de Milankovitch descrevem como pequenas mudanças periódicas na forma da órbita da Terra e a orientação de seu eixo influenciam a distribuição da luz solar recebida pela Terra ao longo dos anos.
Neste momento, os ciclos dominantes de Milankovitch mudam a cada 400 mil anos, 100 mil anos, 41 mil anos e 21 mil anos. Essas variações exercem um forte controle sobre nosso clima por longos períodos de tempo.
Os principais exemplos da influência da força climática de Milankovitch no passado são a ocorrência de períodos extremos de frio ou calor, bem como condições climáticas regionais mais úmidas ou secas.
Essas mudanças climáticas alteraram significativamente as condições na superfície da Terra, como o tamanho dos lagos. Eles são a explicação para o esverdeamento periódico do deserto do Saara e os baixos níveis de oxigênio no fundo do oceano. Os ciclos de Milankovitch também influenciaram a migração e evolução da flora e fauna, incluindo nossa própria espécie.
E as assinaturas dessas mudanças podem ser lidas através de mudanças cíclicas nas rochas sedimentares.
Oscilações gravadas
A distância entre a Terra e a Lua está diretamente relacionada à frequência de um dos ciclos de Milankovitch – o ciclo de precessão climática. Este ciclo surge do movimento de precessão (oscilação) ou mudança de orientação do eixo de rotação da Terra ao longo do tempo. Este ciclo atualmente tem uma duração de aproximadamente 21 mil anos, mas esse período teria sido mais curto no passado, quando a Lua estava mais próxima da Terra.
Isso significa que, se pudermos primeiramente encontrar os ciclos de Milankovitch em sedimentos antigos e depois encontrar um sinal da oscilação da Terra e estabelecer seu período, podemos estimar a distância entre a Terra e a Lua no momento em que os sedimentos foram depositados.
Nossa pesquisa anterior mostrou que os ciclos de Milankovitch podem ser preservados em uma antiga formação de ferro em faixas na África do Sul, apoiando assim a teoria de Trendall.
As formações ferríferas da Austrália provavelmente foram depositadas no mesmo oceano que as rochas sul-africanas, há cerca de 2,5 bilhões de anos. No entanto, as variações cíclicas nas rochas australianas são mais bem expostas, permitindo-nos estudar as variações com uma resolução muito maior.
Variações que se repetem
Nossa análise da formação ferrífera australiana mostrou que as rochas continham múltiplas escalas de variações cíclicas que se repetem aproximadamente em intervalos de 10 e 85 cm. Ao combinar essas espessuras com a velocidade com que os sedimentos foram depositados, descobrimos que essas variações cíclicas ocorreram aproximadamente a cada 11 mil anos e 100 mil anos.
Portanto, nossa análise sugeriu que o ciclo de 11 mil anos observado nas rochas provavelmente está relacionado ao ciclo de precessão climática, tendo um período muito mais curto do que os atuais cerca de 21 mil anos. Usamos então esse sinal de precessão para calcular a distância entre a Terra e a Lua há 2,46 bilhões de anos.
Descobrimos que a Lua estava cerca de 60 mil quilômetros mais perto da Terra (essa distância é cerca de 1,5 vez a circunferência da Terra). Isso tornaria a duração de um dia muito mais curta do que é agora, em aproximadamente 17 horas, em vez das atuais 24 horas.
Entendendo a dinâmica do Sistema Solar
A pesquisa em astronomia forneceu modelos para a formação do nosso Sistema Solar e observações das condições atuais.
Nosso estudo e algumas pesquisas de outros autores representam um dos únicos métodos para obter dados reais sobre a evolução do nosso Sistema Solar, e serão cruciais para futuros modelos do sistema Terra-Lua.
É bastante surpreendente que a dinâmica passada do Sistema Solar possa ser determinada a partir de pequenas variações em rochas sedimentares antigas. No entanto, um dado importante não nos dá uma compreensão completa da evolução do sistema Terra-Lua.
Precisamos agora de outros dados confiáveis e novas abordagens de modelagem para traçar a evolução da Lua ao longo do tempo. E nossa equipe de pesquisa já começou a busca pelo próximo conjunto de rochas que podem nos ajudar a descobrir mais pistas sobre a história do Sistema Solar.
* Joshua Davies é professor de Ciências da Terra e da Atmosfera na Universidade de Quebec em Montreal (Canadá); Margriet Lantink é pesquisadora associada de pós-doutorado no Departamento de Geociências da Universidade de Wisconsin-Madison (EUA).
** Este artigo foi republicado do site The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original aqui.
