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Origens antigas da lua: ela já foi parte da terra?

Origens antigas da lua: ela já foi parte da terra?


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A origem da Lua tem sido objeto de pesquisa por muitos anos e abundam as teorias sobre sua criação. As hipóteses variam de propostas não científicas, como a de que a Lua é uma nave espacial, até a ideia atualmente favorecida de que foi formada há mais de 4,5 bilhões de anos a partir de uma densa nuvem de detritos criada quando outro planeta atingiu a Terra em seus estágios iniciais de desenvolvimento. Os cientistas até têm um nome para esse suposto corpo astronômico, que eles acreditam conter cerca de 10% da massa da Terra - eles o chamam de Theia, em homenagem à deusa grega mãe da deusa Lua Selene.

A evidência inicial a favor dessa teoria foi obtida durante as missões Apollo Moon, quase cinco décadas atrás. Os astronautas trouxeram cerca de meia tonelada de rochas lunares dessas missões, e a análise revelou uma semelhança impressionante entre os compostos químicos encontrados na Lua e os encontrados na Terra. Outras descobertas também apóiam essa teoria, incluindo evidências que mostram uma combinação entre amostras de água coletadas de estruturas cristalinas em rochas lunares e água coletada na Terra.

A hipótese da colisão Terra-Theia, também conhecida como Teoria do Impacto Gigante, já existe há algum tempo. Ele reflete o consenso científico atual sobre esta questão. Mas não deixou de ser contestado, nem por cientistas planetários, nem pelos últimos dados disponíveis.

Fazendo um buraco gigante na teoria do impacto gigante

Em um encontro científico de 2013 patrocinado pela Royal Society of London, pesquisadores astronômicos desafiaram abertamente a teoria da colisão convencional. Baseando-se em simulações complexas, eles propuseram novos cenários sugerindo que as coisas podem não ser tão simples. Em um artigo intitulado “Impact Theory Gets Whacked”, publicado na edição de outubro de 2013 da revista. Ciência, O físico e repórter científico Daniel Clery discutiu os argumentos apresentados por cientistas planetários dissidentes nesta reunião, que afirmaram que um evento de impacto gigante não poderia ter criado a Lua como é vista hoje.

De acordo com os modelos de computador usados ​​por esses cientistas, uma lua nova emergindo de tal evento deveria ser composta em grande parte de matéria coletada do colisor (Theia). Nossa Lua deve ser facilmente identificável como um remanescente de outro corpo astronômico pulverizado, mas a semelhança na composição química encontrada ao comparar as rochas lunares com as rochas terrestres sugeriu uma maior mistura de materiais do que a teoria de colisão de impacto gigante permitiria. E se for esse o caso, então ou não houve colisão, ou a história dessa colisão é mais complicada do que se acreditava originalmente.

Alternativas para a teoria do impacto gigante

Para explicar a aparente homogeneidade entre a Terra e a Lua, os cientistas planetários propuseram duas versões modificadas da teoria da colisão, conhecidas como Terra de Giro Rápido e Terra de Meio Impacto. Ambos foram discutidos em artigos separados que aparecem na edição de 23 de novembro de 2012 da Ciência.

Com base em suas simulações, os astrofísicos Matija Cuk e Sarah Stewart da Universidade de Harvard propuseram que um impacto com um planeta de apenas 1/200 do tamanho da Terra poderia ter levado à criação da lua. Essa teoria pressupõe que nosso planeta natal estava em um estágio proto e, portanto, girando a uma taxa muito mais rápida do que atualmente. Como resultado dessa colisão, material suficiente teria sido expelido do manto da Terra em rotação rápida para representar a massa da Lua e a homogeneidade que existe entre esses dois corpos.

Trabalhando a partir de suposições opostas, o astrofísico Robin Canup do Southwest Research Institute em Boulder, Colorado, propôs um tipo diferente de colisão. No cenário de meio impacto, a Terra teria sido atingida 4,5 bilhões de anos atrás por um objeto planetário de movimento lento de tamanho semelhante. O nível de destruição de ambos os planetas teria sido profundo e quase igual, permitindo que eles se misturassem para criar uma massa de destroços com características totalmente diferentes das que os dois planetas possuíam antes de colidirem.

No passado, teorias como essas eram consideradas insustentáveis. As ideias existentes sobre a mecânica orbital pareciam excluí-los, uma vez que sugeriam que ambos os corpos deveriam girar e se mover através do espaço muito mais rápido do que realmente estão hoje.

No entanto, novas idéias sobre como o Sol interage com a Terra e a Lua gravitacionalmente mudaram o quadro.

Aplicando um princípio chamado ressonância de evecção, que permitiria ao Sol colocar um freio nos movimentos dos corpos que ele mantém em seu alcance gravitacional, alguns cientistas planetários hipotetizam que a Terra e a Lua poderiam ter perdido uma velocidade considerável (momento angular) nos últimos 4,5 bilhões de anos. Se isso for verdade, pode não haver conflito entre o valor atual do momento angular do sistema Terra-Lua e as previsões das teorias da Terra de Giro Rápido e da Terra de Meio Impacto.

Os defensores da teoria do impacto gigante contra-atacam

Nosso entendimento atual do sistema solar e sua dinâmica subjacente pode estar completamente errado e pode precisar ser reconsiderado, se as afirmações feitas na reunião da Royal Society de 2013 estiverem de fato corretas.

Mas os teóricos da colisão / criação se recusaram a cair sem lutar. Outra descoberta, anunciada menos de um ano após a reunião da Royal Society, forneceu novas evidências em apoio à hipótese Terra-Theia.

Em uma edição de junho de 2104 da Ciência, Dr. Daniel Herwartz, da Universidade de Goettingen, na Alemanha, discutiu os resultados que ele e uma equipe de pesquisadores obtiveram do estudo de amostras de basalto coletadas durante os pousos da Apollo na Lua. Dentro dessas amostras, eles encontraram isótopos de oxigênio que tinham perfis químicos diferentes dos isótopos coletados do manto da Terra.

“Agora encontramos pequenas diferenças entre a Lua e a Terra”, declarou o Dr. Herwartz. “Isso confirma a hipótese do impacto gigante.”

A existência de tais isótopos foi prevista pela teoria do impacto gigante, e é por isso que essas descobertas da equipe alemã são significativas. Na época da reunião da Royal Society de 2013, essas descobertas ainda não haviam sido reveladas publicamente, não dando aos participantes a oportunidade de avaliar seu impacto.

Avaliando as evidências

Então, onde tudo isso nos deixa hoje? A descoberta de isótopos de oxigênio divergentes nas rochas da Lua e da Terra provou conclusivamente a realidade da teoria do Impacto Gigante (Terra-Teia)? Ou, as novas descobertas sobre a dinâmica potencial da ressonância de evecção deram a outras teorias maior poder explicativo?

E quanto a outras explicações potenciais, incluindo aquelas que podem ser classificadas como exóticas? A Lua poderia ser um objeto artificial, projetado e construído por uma civilização avançada e colocado em órbita ao redor da Terra para tornar o planeta mais hospitaleiro à vida, ou por alguma outra razão desconhecida?

Em seu cult underground favorito de 1975, "Our Mysterious Spaceship Moon", o autor Don Wilson argumentou que as anomalias relacionadas ao tamanho, forma, localização e características físicas da Lua eram consistentes com a teoria de que era uma nave espacial gigante, criada por uma civilização alienígena avançada com capacidades muito além das nossas. Este tema foi desenvolvido pelos autores britânicos Christopher Knight e Alan Butler, que em seu livro de 2006 “Who Built the Moon?” levantou a possibilidade de que tal façanha pudesse ter sido alcançada por humanos que viajavam no tempo de um futuro muito distante. Eles basearam esta afirmação na descoberta de múltiplas sincronicidades numéricas e geométricas entre a Terra, o Sol e a Lua, o que para eles implicava um design inteligente desta última.

É fácil descartar idéias como essa como excessivamente especulativas, na melhor das hipóteses, e francamente pseudocientíficas, na pior. Mas as incertezas que encobrem a verdade sobre a origem da Lua e encorajam tal especulação persistem.

Embora continue sendo a escolha de consenso entre a maioria dos astrofísicos que refletiram sobre a questão, as evidências a favor da hipótese Terra-Theia dificilmente são esmagadoras. Pequenas diferenças encontradas nas taxas de isótopos de oxigênio trabalham a seu favor, mas isso não é suficiente para descartar outros cenários de colisão. Na verdade, evidências mais recentes, obtidas em um estudo de 2016 realizado por pesquisadores da Harvard University e da Washington University, nos Estados Unidos, parecem contradizer as conclusões dos pesquisadores alemães que acreditavam ter confirmado a Teoria do Impacto Gigante.

Usando as mais recentes técnicas de análise química, os cientistas que patrocinaram este estudo não conseguiram encontrar diferenças perceptíveis nas rochas da Terra e da Lua. Pelo contrário, suas pesquisas revelaram que esses materiais eram uniformes mais homogêneo do que se acreditava. Além disso, sua análise química revelou evidências sugerindo que a colisão que criou a Lua foi muito mais energética e catastrófica do que o previsto pelo modelo de Impacto Gigante.

Da mesma forma, muitos astrofísicos e cientistas planetários permanecem céticos quanto à hipótese de ressonância de evecção. O conhecimento sobre as especificidades desse efeito ainda é limitado, com muitos duvidando que seja significativo o suficiente para preservar a viabilidade das teorias de colisão da Terra de Giro Rápido e da Terra de Meio Impacto.

Só porque certas hipóteses são mais populares do que outras não significa que uma ou outra esteja correta. Se os cientistas gastam uma quantidade excessiva de tempo procurando evidências para confirmar suas teorias pessoais de estimação, eles podem não dar ouvidos a outras alternativas viáveis. Esse pode ser um problema específico para enigmas científicos que não podem ser testados por meio de experimentos ou resolvidos por observação direta, o que é obviamente o caso dos processos que criaram a Lua há mais de quatro bilhões de anos.

Uma citação de Irwin I. Shapiro, o ex-diretor do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, talvez resuma melhor a confusão em curso sobre a origem da Lua.

“Olhando para todas as anomalias e perguntas sem resposta sobre a Lua”, disse Shapiro, “a melhor explicação para a Lua é o erro de observação. Não existe. ”

Esta afirmação foi feita, sem dúvida, com a língua firmemente implantada na bochecha. No entanto, ele transmite com precisão a indefinição da verdadeira história da Lua.


Origem da Lua

o origem da lua é geralmente explicado por um corpo do tamanho de Marte colidindo com a Terra, formando um anel de detritos que eventualmente se reuniu em um único satélite natural, a Lua, mas há uma série de variações nesta hipótese de impacto gigante, bem como explicações alternativas, e a pesquisa continua sobre como a Lua surgiu. [1] [2] Outros cenários propostos incluem corpo capturado, fissão, formados juntos (teoria da condensação, Synestia), colisões planetesimais (formados de corpos semelhantes a asteróides) e teorias de colisão. [3]

A hipótese padrão do impacto gigante sugere que um corpo do tamanho de Marte, chamado Theia, impactou a proto-Terra, criando um grande anel de destroços ao redor da Terra, que então se agregou para formar a Lua. Esta colisão também resultou na inclinação do eixo da Terra de 23,5 °, causando assim as estações. [1] As razões isotópicas de oxigênio da Lua parecem ser essencialmente idênticas às da Terra. [4] As razões isotópicas de oxigênio, que podem ser medidas com muita precisão, produzem uma assinatura única e distinta para cada corpo do Sistema Solar. [5] Se Theia fosse um protoplaneta separado, provavelmente teria uma assinatura isotópica de oxigênio diferente da proto-Terra, assim como o material misturado ejetado. [6] Além disso, a proporção de isótopos de titânio da Lua (50 Ti / 47 Ti) parece tão próxima da da Terra (em 4 partes por milhão) que pouca ou nenhuma da massa do corpo em colisão poderia provavelmente ser parte da Lua. [6] [7]


Origens antigas da lua: ela já foi parte da terra? - História

De onde veio a Lua?

Responder:

Qualquer teoria que explique a existência da Lua deve naturalmente explicar os seguintes fatos:

  • A baixa densidade da Lua (3,3 g / cc) mostra que ela não possui um núcleo de ferro substancial como a Terra.
  • As rochas lunares contêm poucas substâncias voláteis (por exemplo, água), o que implica um cozimento extra da superfície lunar em relação à da Terra.
  • A abundância relativa de isótopos de oxigênio na Terra e na Lua são idênticos, o que sugere que a Terra e a Lua se formaram na mesma distância do sol.

Várias teorias foram propostas para a formação da Lua. Abaixo, essas teorias são listadas junto com as razões pelas quais elas foram descartadas.

  • A Teoria da Fissão: Esta teoria propõe que a Lua já foi parte da Terra e de alguma forma separada da Terra no início da história do sistema solar. A atual bacia do Oceano Pacífico é o local mais popular para a parte da Terra de onde veio a Lua. Essa teoria foi considerada possível, pois a composição da Lua se assemelha à do manto da Terra e uma Terra em rotação rápida poderia ter expulsado a Lua de suas camadas externas. No entanto, o atual sistema Terra-Lua deveria conter "evidências fósseis" dessa rotação rápida e não contém. Além disso, essa hipótese não tem uma explicação natural para o cozimento extra que o material lunar recebeu.
  • A Teoria da Captura: Esta teoria propõe que a Lua foi formada em algum outro lugar do sistema solar, e mais tarde foi capturada pelo campo gravitacional da Terra. A diferente composição química da Lua poderia ser explicada se ela se formou em outro lugar no sistema solar, no entanto, a captura na órbita atual da Lua é muito improvável. Algo teria que desacelerar na quantidade certa no momento certo, e os cientistas estão relutantes em acreditar em tal "ajuste fino". Além disso, essa hipótese não tem uma explicação natural para o cozimento extra que o material lunar recebeu.
  • A Teoria da Condensação: Esta teoria propõe que a Lua e a Terra se condensaram individualmente a partir da nebulosa que formou o sistema solar, com a Lua formada em órbita ao redor da Terra. No entanto, se a Lua se formou nas proximidades da Terra, ela deve ter quase a mesma composição. Especificamente, ele deve possuir um núcleo de ferro significativo, e não possui. Além disso, essa hipótese não tem uma explicação natural para o cozimento extra que o material lunar recebeu.

Há uma teoria que ainda precisa ser discutida e é amplamente aceita hoje.

The Giant Impactor Theory (às vezes chamada The Ejected Ring Theory): Esta teoria propõe que um planetesimal (ou pequeno planeta) do tamanho de Marte atingiu a Terra logo após a formação do sistema solar, ejetando grandes volumes de material aquecido das camadas externas de ambos os objetos. Um disco de material orbital foi formado e esta matéria eventualmente se juntou para formar a Lua em órbita ao redor da Terra. Essa teoria pode explicar por que a Lua é feita principalmente de rocha e como a rocha foi excessivamente aquecida. Além disso, vemos evidências em muitos lugares do sistema solar de que tais colisões eram comuns no final dos estágios de formação do sistema solar. Esta teoria é discutida mais adiante.

Mais sobre a Teoria do Impactor Gigante

Em meados da década de 1970, os cientistas propuseram o cenário de impacto gigante para a formação da lua. A ideia era que um impacto fora do centro de um corpo do tamanho aproximado de Marte com uma Terra jovem poderia fornecer à Terra sua rotação inicial rápida e ejetar fragmentos suficientes em órbita para formar a lua. Se o material ejetado veio principalmente dos mantos da Terra e do impactador, a falta de um núcleo lunar considerável foi facilmente compreendida, e a energia do impacto poderia ser responsável pelo aquecimento extra do material lunar exigido pela análise de amostras de rocha lunar obtidas pelos astronautas da Apollo.

Por quase uma década, a teoria do impacto gigante não foi acreditada pela maioria dos cientistas. No entanto, em 1984, uma conferência dedicada à origem lunar levou a uma comparação crítica das teorias existentes. A teoria do impacto gigante emergiu dessa conferência com o apoio quase consensual dos cientistas, aprimorada por novos modelos de formação de planetas que sugeriam que grandes impactos eram, na verdade, eventos bastante comuns nos estágios finais da formação de planetas terrestres.

A ideia básica é esta: cerca de 4,45 bilhões de anos atrás, um jovem planeta Terra - com apenas 50 milhões de anos na época e não o objeto sólido que conhecemos hoje - experimentou o maior evento de impacto de sua história. Outro corpo planetário com aproximadamente a massa de Marte formou-se próximo a uma órbita que o colocou em rota de colisão com a Terra. Quando a jovem Terra e este corpo rebelde colidiram, a energia envolvida foi 100 milhões de vezes maior do que o evento muito posterior que se acredita ter eliminado os dinossauros. A colisão gigante inicial destruiu o corpo desonesto, provavelmente vaporizou as camadas superiores do manto da Terra e ejetou grandes quantidades de detritos na órbita da Terra. Nossa Lua se formou a partir desses detritos.


Crédito da imagem: Joe Tucciarone


De onde veio a Lua?

Nenhum outro satélite é tão grande, em relação ao planeta que orbita, quanto a lua. Como a Terra acabou com um vizinho tão incrível?

A Lua é um mistério. Todos na Terra podem vê-lo, mas só vemos um lado dele. Afeta as marés do oceano, quando os animais fazem sexo e, aparentemente, até como as pessoas dormem.

No entanto, até 1969, ninguém jamais havia estado na Lua. Mesmo em 2015, quase meio século depois, apenas umas míseras 12 pessoas estiveram lá.

Graças aos astronautas que visitaram a Lua, junto com as muitas sondas não tripuladas que também o fizeram, agora sabemos muito sobre a composição da Lua. Apesar de todo esse conhecimento, os cientistas ainda lutam com uma questão aparentemente simples: de onde veio a Lua.

De alguma forma, foi arrancado da Terra? Estava vagando pelo sistema solar antes de ser agarrado e forçado a nos cercar para sempre? Ou algo totalmente apocalíptico aconteceu para trazê-lo à existência?

Nossos ancestrais não conseguiram chegar à Lua, mas isso não os impediu de pensar de onde ela veio.

Após a Segunda Guerra Mundial, uma ideia completamente diferente surgiu

O astrônomo, físico e filósofo italiano Galileo Galilei deu uma contribuição inicial quando conseguiu fazer um poderoso telescópio que mostrava a Lua com muito mais detalhes do que era possível antes.

No início de 1600, Galileu mostrou que a Lua tinha uma paisagem semelhante à da Terra. Era acidentado, com montanhas e planícies. Esta foi a primeira indicação de que a Terra e a Lua de alguma forma se formaram juntas.

Avançando para o século 19, o filho de Charles Darwin, George, teve uma ideia.Ele sugeriu que quando a Terra era jovem, ela girava muito rapidamente e, como resultado, parte dela voou para o espaço e formou a lua. O Oceano Pacífico é supostamente a cicatriz dessa "fissão".

Essa teoria não ganhou muito impulso e, após a Segunda Guerra Mundial, uma ideia completamente diferente se estabeleceu.

O químico Harold Urey propôs, em vez disso, que a Lua vinha de outra parte da galáxia e foi puxada pela gravidade da Terra ao passar.

Eles não tinham certeza se a Terra poderia capturar a Lua sem ter sua órbita interrompida

A teoria da captura acerta muito. A Lua é grande em comparação com a Terra, o que é incomum para um satélite, mas se se formou em outro lugar, de repente faz sentido. A teoria também explica o fato de sempre nos colocar do mesmo lado, pois isso pode acontecer quando objetos são capturados.

Ainda assim, alguns cientistas não ficaram convencidos. Eles não tinham certeza se a Terra poderia capturar a Lua sem ter sua órbita interrompida. Eles também pensaram que os dois provavelmente teriam colidido.

Havia uma solução possível. Se a atmosfera da Terra fosse grande o suficiente na época, poderia ter agido como um airbag gigante, diminuindo a velocidade da Lua antes que ela pudesse escapar de volta para o espaço. Mas isso parecia bastante improvável.

Os cientistas lunares precisavam de uma teoria que fosse consistente com várias observações importantes. Em particular, a Lua é relativamente grande. Também está acelerando, o que significa que está se afastando gradualmente da Terra.

Os astronautas da Apollo foram encarregados de trazer amostras de rocha lunar

Uma ideia apresentada foi a teoria do acréscimo. Isso pressupõe que a Terra e a Lua se formaram juntas a partir de um disco giratório gigante de matéria, que circundou um buraco negro.

Essa teoria teve uma morte rápida. Não poderia explicar a velocidade com que a Lua orbita a Terra. Além disso, os astrônomos calcularam que a Lua tinha metade da densidade da Terra, sugerindo que provavelmente não se formaram a partir do mesmo disco de acreção. Finalmente, não havia sinal do buraco negro.

Isso significa que a teoria de captura de Urey permaneceu dominante ao longo da década de 1960, quando os EUA começaram a tentar enviar uma missão tripulada à Lua. Se Urey estava certo, a Lua deveria ter uma composição química diferente da Terra.

Em parte para testar isso, os astronautas da Apollo foram encarregados de trazer de volta amostras de rochas lunares. Os dados dessas rochas explodiram todas as teorias existentes em pedaços.

A primeira vítima foi a teoria da fissão de George Darwin. As amostras de rocha lunar mostraram que a Lua era muito mais velha do que o Oceano Pacífico de onde supostamente veio.

A teoria de captura de Urey também recebeu um golpe de martelo

"As rochas mais antigas na Lua eram esses anortositos brancos", disse Alex Halliday, da Universidade de Oxford, no Reino Unido. Como esse mineral não é muito denso, ele normalmente flutua no magma derretido, de modo que teria sido encontrado próximo à superfície da Terra, e não nas profundezas.

No entanto, a camada mais externa da crosta terrestre tem apenas cerca de 200 milhões de anos. Não pode ser a origem das rochas lunares.

A teoria de captura de Urey também recebeu um golpe de martelo.

Para surpresa de todos, as amostras de rocha lunar e solo revelaram que a Lua é quase quimicamente idêntica à Terra. Isso seria muito improvável se eles se formassem distantes, como Urey sugeriu.

Apollo levou a "um período de profunda confusão"

As rochas também mostraram que a Lua se formou cerca de 29 milhões de anos depois do que outros objetos de tamanho semelhante no sistema solar.

Parece que teve um começo ardente. As áreas escuras de sua superfície sugerem que ela já foi totalmente coberta por um profundo oceano de magma líquido.

Qualquer teoria da origem da Lua precisaria dar conta de tudo isso. Nenhuma das teorias existentes estava à altura do trabalho, então Apollo levou a "um período de profunda confusão", de acordo com um artigo de 2014 de Jay Melosh da Purdue University em West Lafayette, Indiana. "Muitos fatos detalhados sobre a Lua e o inferno foram coletados das rochas lunares, mas nenhuma imagem clara de sua origem emergiu."

Em 1975, três anos após o pouso final da Apollo, uma nova ideia foi apresentada. A hipótese do impacto gigante, como ficou conhecida, era nitidamente dramática.

O impacto fez com que parte da camada externa da Terra girasse e formasse uma bola derretida gigante

Quando o sistema solar estava se formando, 4,5 bilhões de anos atrás, havia todos os tipos de rochas zunindo. Então, William Hartmann e Donald Davis, do Planetary Science Institute em Tucson, Arizona, sugeriram que um deles atingiu a Terra.

Deve ter sido uma rocha muito grande: do tamanho do planeta Marte, que tem uma massa de um décimo da Terra. Este planeta hipotético, que foi apelidado de Theia, desferiu um forte golpe lateral, semelhante à bola branca em um jogo de bilhar.

O impacto fez com que parte da camada externa da Terra girasse e formasse uma bola derretida gigante. Esta bola teria queimado brilhante, ocupando cerca de um terço do céu da Terra, até que esfriou e se afastou.

Esta colisão foi simulada em computadores e funciona muito bem. Para começar, pode explicar porque o núcleo de ferro da Lua tem cerca de metade do tamanho da Terra. O núcleo de Theia se agregou ao da Terra, então a Lua não recebeu muito.

Halliday chama o impacto de "a explicação menos pior"

Também explica por que a Lua tem tão poucos "voláteis", aqueles elementos que evaporam facilmente em gases. O calor da colisão os jogou no espaço.

Finalmente, os tamanhos relativos da Terra e Theia podem ser responsáveis ​​pela velocidade da órbita lunar.

Como resultado, Halliday chama o impacto de "a explicação menos pior". Mas ainda tem um grande problema.

É o mesmo problema que descarrilou a teoria de captura de Urey: a Terra e a Lua são muito semelhantes quimicamente.

Se Theia existiu, não deixou vestígios na Lua

Muitos elementos existem como variantes sutilmente diferentes chamadas isótopos. Cada átomo é composto de três tipos de partículas menores, chamadas prótons, elétrons e nêutrons. Cada átomo de um determinado elemento deve ter o mesmo número de prótons e elétrons, mas o número de nêutrons varia, dando origem aos isótopos.

Os isótopos atuam como uma espécie de impressão digital química. Se você tem um material misterioso, olhar para a mistura de isótopos que ele contém pode lhe dar uma pista sobre de onde ele veio.

No caso das rochas lunares, alguns dos isótopos deveriam ter vindo da Terra e alguns de Theia, então a composição isotópica deveria estar em algum lugar entre os dois. Mas, na verdade, é quase exatamente igual ao da Terra. Se Theia existiu, não deixou vestígios na lua.

Este é um grande problema para a hipótese do impacto gigante.

Até agora, não matou a hipótese de impacto

Os isótopos de tungstênio e silício são especialmente complicados, porque são produzidos durante a formação de núcleos planetários.

“Cada planeta tem uma história diferente de formação de núcleo, então você esperaria receber um sinal diferente”, diz Halliday. "Esses isótopos sugerem que foi da própria Terra que os átomos da Lua vieram."

Melosh chama essa descoberta de "crise isotópica". Mas, até agora, não eliminou a hipótese de impacto.

A explicação mais simples possível é que Theia por acaso tinha exatamente a mesma assinatura isotópica da Terra, talvez porque se formou nas proximidades. No entanto, simulações do sistema solar inicial sugeriram que a probabilidade de isso acontecer é inferior a 1%.

Em linha com isso, não existem outros corpos conhecidos no sistema solar com a mesma composição isotópica da Terra e da Lua. Os cientistas gostariam de coletar amostras de meteoritos de Vênus e Mercúrio para ver se eles compartilham isótopos semelhantes, mas é um tiro longo.

O problema é que Theia deve ter atingido a Terra com um golpe superficial

Alternativamente, talvez o impacto tenha sido tão forte que Theia e a Terra derreteram e seus átomos se misturaram. Isso explicaria por que a Terra e a Lua são agora tão semelhantes, mas está longe de ser claro se esse impacto catastrófico aconteceu.

Também foi sugerido que o corpo do impactador era feito principalmente de gelo. Existem muitas dessas bolas de gelo no sistema solar externo, e uma poderia ter atingido a Terra em alta velocidade.

Mas mesmo assim, apenas 73% da Lua poderia ser derivada da Terra, o que não é suficiente para explicar os isótopos. O problema é que Theia deve ter atingido a Terra com um golpe superficial, caso contrário, a Lua teria acabado em uma órbita diferente, e este golpe lateral bagunça os isótopos.

Talvez Theia não tenha desferido um golpe de raspão, afinal. Em 2012, Matija Ćuk e Sarah Stewart, da Harvard University em Cambridge, Massachusetts, descobriram uma maneira de evitá-lo.

Theia poderia ser muito menor do que se pensava

Eles sugeriram que a Terra já estava girando muito rápido quando Theia a atingiu. Se a Terra estava girando rapidamente, já havia impulso suficiente para enviar a Lua para a órbita certa. Não houve necessidade de um golpe de raspão: Theia poderia ter atingido a Terra de frente.

Isso significa que Theia poderia ser muito menor do que se pensava anteriormente, cerca de 2% da massa da Terra. Por sua vez, isso significa que a Lua pode ser composta principalmente de material da Terra.

Essa ideia "abalou o terreno por trás de todas as abordagens anteriores", diz Melosh.

Em abril de 2015, surgiram ainda mais evidências para apoiar a hipótese do impacto gigante.

Isso torna a estranha semelhança entre a Terra e a Lua um pouco mais fácil de explicar

Alessandra Mastrobuono-Battisti do Instituto de Tecnologia de Israel em Haifa e seus colegas realizaram uma simulação mais detalhada dos objetos zumbindo no início do sistema solar.

Eles descobriram que os objetos que impactaram os planetas eram muito mais semelhantes a esses planetas do que o esperado. Em vez de apenas 1% de chance de Theia e a Terra serem muito semelhantes, as chances eram de cerca de 20%.

Essa ainda não é uma probabilidade brilhante, mas torna a estranha semelhança entre a Terra e a Lua um pouco mais fácil de explicar.

No entanto, o trabalho não está concluído. “Ainda estamos perdendo algo”, diz Stewart.

Talvez não devêssemos ficar muito surpresos que parte de sua história de origem depende da sorte cega

A maioria dos pesquisadores agora pensa que a solução será alguma versão da hipótese do impacto gigante, mas ainda precisa de alguns ajustes para explicar os isótopos de forma convincente.

O maior problema é encontrar uma teoria segundo a qual todos os aspectos da Terra e da Lua pareçam razoavelmente prováveis. Contanto que a teoria exija que Theia tenha uma massa específica, ou atinja a Terra da maneira certa, ela sempre estará aberta a dúvidas.

Dito isto, parte da razão de todo o interesse na formação da Lua é que ela é incomum. Talvez não devêssemos nos surpreender com o fato de que parte de sua história de origem depende da sorte cega.


A Origem da Lua

Dois cientistas seniores do PSI, Dr. William K. Hartmann e Dr. Donald R. Davis, foram os primeiros a sugerir a principal hipótese moderna da origem da lua, em um artigo publicado em 1975 na revista Icarus.

Pintura copyright William K. Hartmann

A ideia em poucas palavras:

Na época em que a Terra se formou, 4,5 bilhões de anos atrás, outros corpos planetários menores também estavam crescendo. Um deles atingiu a Terra no final do processo de crescimento da Terra, expelindo detritos rochosos. Uma fração desse entulho entrou em órbita ao redor da Terra e agregou-se à lua.

Por que esta é uma boa hipótese:

  • A Terra tem um grande núcleo de ferro, mas a lua não. Isso ocorre porque o ferro da Terra já havia drenado para o núcleo no momento em que o impacto gigante aconteceu. Portanto, os destroços soprados para fora da Terra e do impactador vieram de seus mantos rochosos esgotados em ferro. O núcleo de ferro do impactador derreteu com o impacto e se fundiu com o núcleo de ferro da Terra, de acordo com modelos de computador.
  • A Terra tem uma densidade média de 5,5 gramas / centímetro cúbico, mas a lua tem uma densidade de apenas 3,3 g / cc. A razão é a mesma, que falta ferro à lua.
  • A lua tem exatamente a mesma composição de isótopos de oxigênio que a Terra, enquanto rochas de Marte e meteoritos de outras partes do sistema solar têm diferentes composições de isótopos de oxigênio. Isso mostra que a lua formada forma material formado na vizinhança da Terra.
  • Se uma teoria sobre a origem lunar exige um processo evolutivo, é difícil explicar por que outros planetas não têm luas semelhantes. (Somente Plutão tem uma lua com uma fração apreciável de seu próprio tamanho.) Nossa hipótese de impacto gigante tinha a vantagem de invocar um evento catastrófico estocástico que poderia acontecer apenas a um ou dois planetas em nove.

Quais foram algumas das ideias anteriores?

  1. Uma das primeiras teorias era que a lua é um mundo irmão que se formou em órbita ao redor da Terra quando a Terra se formou. Essa teoria falhou porque não conseguia explicar por que a lua carece de ferro.
  2. Uma segunda ideia inicial era que a lua se formou em algum outro lugar do sistema solar onde havia pouco ferro e foi capturada em órbita ao redor da Terra. Isso falhou quando as rochas lunares mostraram a mesma composição isotópica da Terra.
  3. Uma terceira ideia inicial era que a Terra primitiva girava tão rápido que girava na lua. Esta ideia produziria uma lua semelhante ao manto da Terra, mas falhou quando a análise do momento angular total e da energia envolvida indicou que o atual sistema Terra-lua não poderia se formar dessa maneira.

De onde veio a teoria?

Hartmann e Davis estavam familiarizados com o trabalho feito na União Soviética na década de 1960, sobre a agregação de planetas a partir de incontáveis ​​corpos semelhantes a asteróides chamados planetesimais. Muito desse trabalho foi iniciado por um astrofísico russo chamado V. S. Safronov.

Pegando as idéias gerais de Safronov, Hartmann e Davis fizeram cálculos da taxa de crescimento do segundo maior, terceiro maior, etc., corpos na vizinhança geral da Terra, à medida que a própria Terra estava crescendo. Assim como o cinturão de asteróides hoje tem um asteróide maior (Ceres) com 1000 km de diâmetro e vários corpos menores na faixa de 300-500 km de diâmetro, a região da órbita da Terra teria vários corpos com cerca de metade do tamanho do Terra em crescimento. Nossa ideia era que no caso da Terra (mas não dos outros planetas) o impacto aconteceu tarde o suficiente, e em tal direção em relação à rotação da Terra, aquele material intermediário abundante foi jogado para fora para fazer uma lua.

Como a teoria se desenvolveu?

Depois de apresentarmos a teoria pela primeira vez em 1974 em uma conferência sobre satélites, o pesquisador de Harvard AGW Cameron levantou-se para dizer que ele e William Ward também estavam trabalhando na mesma ideia, mas a partir de uma motivação diferente - o estudo do momento angular em o sistema - e que eles concluíram que o corpo impactante deveria ter aproximadamente o tamanho de Marte (um terço ou metade do tamanho da Terra). Nosso artigo foi publicado em 1975 (Hartmann e Davis, Icaro, 24, 504-505) Cameron e Ward publicaram um resumo sobre essa ideia na conferência Lunar Science em 1976, dois anos após o artigo PSI.


Cinco horas após o impacto, baseado em modelagem de computador por A. Cameron, W. Benz, J. Melosh e outros. Copyright William K. Hartmann

Algum trabalho foi feito por Thompson e Stevenson em 1983 sobre a formação de pequenas luas no disco de destroços que se formou ao redor da Terra após o impacto. No entanto, em geral a teoria estagnou até 1984, quando um encontro internacional foi organizado em Kona, Havaí, sobre a origem da lua. Naquela reunião, a hipótese do impacto gigante emergiu como a hipótese principal e permaneceu nessa função desde então. O Dr. Michael Drake, diretor do Departamento de Ciências Planetárias da Universidade do Arizona, descreveu recentemente aquela reunião como talvez a mais bem-sucedida na história da ciência planetária.

Uma coleção de artigos desse encontro foi publicada pelo Lunar and Planetary Institute (Houston) no livro de 1986, Origin of the Moon, editado pelo cientista do PSI William Hartmann, juntamente com Geoffry Taylor e Roger Phillips. Este livro continua sendo a referência principal sobre o assunto. Nesse ínterim, pesquisadores como Willy Benz, Jay Melosh, A. G. W. Cameron e outros tentaram modelos de computador do impacto gigante, para determinar quanto material entraria em órbita. Alguns desses resultados foram usados ​​por Hartmann para fazer as pinturas nesta página da web, tentando mostrar como o impacto teria parecido para um observador humano (se os humanos existissem - eles só apareceram 4,5 bilhões de anos depois !)

Na década de 1990, o Dr. Robin Canup escreveu um Ph.D. dissertação sobre a origem da lua e a hipótese do impacto gigante, que produziu uma nova modelagem da agregação dos detritos em pequenas luas e, eventualmente, na própria lua. O Dr. Canup está continuando a modelagem do processo de acreção lunar.

Status atual:

Em 1997, o trabalho do Dr. Canup recebeu muita publicidade por fontes de notícias da mídia, algumas das quais pensaram erroneamente que o impacto gigante era uma ideia totalmente nova. Os primeiros trabalhos de Canup, apresentados em julho de 1997, sugeriram que os destroços de um impacto podem não formar uma lua, mas apenas um enxame de pequenas luas. Seu trabalho posterior (outono de 1997) levou a mais "sucesso" em agregar os destroços em uma única lua.

No PSI, trabalhamos com vários pesquisadores importantes para propor novos trabalhos ou a mecânica de acreção usando uma variante do modelo de construção de planetas PSI. Mas este trabalho não foi financiado.

Hartmann, W. K. e D. R. Davis 1975 Icaro, 24, 505.

Hartmann, W. K. 1997. Uma Breve História da Lua. O Relatório Planetário. 17, 4-11.

Hartmann, W. K. e Ron Miller 1991. A História da Terra, (Nova York: Workman Publishing Co.)


Conteúdo

O nome próprio usual em inglês para o satélite natural da Terra é simplesmente a lua, com M maiúsculo [18] [19] O substantivo lua é derivado do inglês antigo Mona, que (como todos os seus cognatos germânicos) deriva do proto-germânico * mēnōn, [20] que por sua vez vem de proto-indo-europeu * mēnsis "mês" [21] (anterior *eu não, genitivo * mneses) que pode estar relacionado ao verbo "medir" (de tempo). [22]

Ocasionalmente, o nome Luna / ˈ l uː n ə / é usado na escrita científica [23] e especialmente na ficção científica para distinguir a lua da Terra das outras, enquanto na poesia "Luna" tem sido usada para denotar a personificação da lua. [24] Cynthia / ˈ s ɪ n θ i ə / é outro nome poético, embora raro, para a Lua personificada como uma deusa, [25] enquanto Selene / s ə ˈ l iː n iː / (literalmente "Lua") é a deusa grega da lua.

O adjetivo usual em inglês referente à Lua é "lunar", derivado da palavra latina para Lua, lūna. O adjetivo selênio / s ə l iː n i ə n /, [26] derivado da palavra grega para a Lua, σελήνη selēnē, e usado para descrever a Lua como um mundo em vez de um objeto no céu, é raro, [27] enquanto seu cognato selênico era originalmente um sinônimo raro [28], mas agora quase sempre se refere ao elemento químico selênio. [29] A palavra grega para a Lua, entretanto, nos fornece o prefixo seleno-, como em selenografia, o estudo das características físicas da Lua, bem como o nome do elemento selênio. [30] [31]

A deusa grega do deserto e da caça, Artemis, equiparada à Diana romana, um de seus símbolos era a Lua e que muitas vezes era considerada a deusa da Lua, também era chamada de Cynthia, de seu lendário local de nascimento no Monte Cynthus. [32] Esses nomes - Luna, Cynthia e Selene - são refletidos em termos técnicos para órbitas lunares, como Apolune, pericíntio e selenocêntrico.

A datação isotópica de amostras lunares sugere que a Lua se formou cerca de 50 milhões de anos após a origem do Sistema Solar. [33] [34] Historicamente, vários mecanismos de formação foram propostos, [35] mas nenhum explicou satisfatoriamente as características do sistema Terra-Lua. Uma fissão da Lua da crosta terrestre por meio da força centrífuga [36] exigiria uma taxa de rotação inicial muito grande da Terra. [37] A captura gravitacional de uma Lua pré-formada [38] depende de uma atmosfera terrivelmente extensa e inviável para dissipar a energia da Lua que passa. [37] A co-formação da Terra e da Lua juntas no disco de acreção primordial não explica o esgotamento dos metais na lua. [37] Nenhuma dessas hipóteses pode explicar o alto momento angular do sistema Terra-Lua. [39]

A teoria prevalecente é que o sistema Terra-Lua se formou após um impacto gigante de um corpo do tamanho de Marte (denominado Theia) com a proto-Terra. O impacto explodiu o material na órbita da Terra e, em seguida, o material se agregou e formou a Lua [40] [41] logo além do limite de Roche da Terra de

2.56 R . [42] Esta teoria explica melhor as evidências.

Acredita-se que impactos gigantescos tenham sido comuns no início do Sistema Solar. Simulações de computador de impactos gigantes produziram resultados que são consistentes com a massa do núcleo lunar e o momento angular do sistema Terra-Lua. Essas simulações também mostram que a maior parte da Lua derivou do impactador, ao invés da proto-Terra. [43] No entanto, simulações mais recentes sugerem uma fração maior da Lua derivada da proto-Terra. [44] [45] [46] [47] Outros corpos do Sistema Solar interno, como Marte e Vesta, têm, de acordo com seus meteoritos, composições isotópicas de oxigênio e tungstênio muito diferentes em comparação com a Terra. No entanto, a Terra e a Lua têm composições isotópicas quase idênticas. A equalização isotópica do sistema Terra-Lua pode ser explicada pela mistura pós-impacto do material vaporizado que formou os dois, [48] embora isso seja debatido. [49]

O impacto liberou muita energia e, em seguida, o material liberado se recompôs no sistema Terra-Lua. Isso teria derretido a camada externa da Terra e, assim, formado um oceano de magma. [50] [51] Da mesma forma, a Lua recém-formada também teria sido afetada e tinha seu próprio oceano de magma lunar, sua profundidade é estimada em cerca de 500 km (300 milhas) a 1.737 km (1.079 milhas). [50]

Embora a teoria do impacto gigante explique muitas linhas de evidência, algumas questões ainda não foram resolvidas, a maioria das quais envolve a composição da lua. [52]

Em 2001, uma equipe do Carnegie Institute of Washington relatou a medição mais precisa das assinaturas isotópicas de rochas lunares. [53] As rochas do programa Apollo tinham a mesma assinatura isotópica das rochas da Terra, diferindo de quase todos os outros corpos do Sistema Solar. Esta observação foi inesperada, porque a maior parte do material que formou a Lua foi pensado para vir de Theia e foi anunciado em 2007 que havia menos de 1% de chance de que Theia e a Terra tivessem assinaturas isotópicas idênticas. [54] Outras amostras lunares da Apollo tinham em 2012 a mesma composição de isótopos de titânio da Terra, [55] o que conflita com o que é esperado se a Lua se formar longe da Terra ou for derivada de Theia. Essas discrepâncias podem ser explicadas por variações da teoria do impacto gigante.

A Lua é um elipsóide levemente escaleno devido ao alongamento das marés, com seu longo eixo deslocado 30 ° em relação à Terra, devido a anomalias gravitacionais das bacias de impacto. Sua forma é mais alongada do que as atuais forças das marés podem representar. Esta 'protuberância fóssil' indica que a Lua se solidificou quando orbitou a metade de sua distância atual em relação à Terra, e que agora está muito fria para que sua forma se ajuste à sua órbita. [56]

Estrutura interna

Composição química da superfície lunar [57]
Composto Fórmula Composição
Maria Planalto
sílica SiO2 45.4% 45.5%
alumina Al2O3 14.9% 24.0%
Lima CaO 11.8% 15.9%
óxido de ferro (II) FeO 14.1% 5.9%
magnésia MgO 9.2% 7.5%
dióxido de titânio TiO2 3.9% 0.6%
óxido de sódio N / D2O 0.6% 0.6%
99.9% 100.0%

A Lua é um corpo diferenciado que estava inicialmente em equilíbrio hidrostático, mas desde então saiu dessa condição. [58] Possui crosta, manto e núcleo geoquimicamente distintos. A Lua tem um núcleo interno rico em ferro sólido com um raio possivelmente tão pequeno quanto 240 quilômetros (150 milhas) e um núcleo externo fluido feito principalmente de ferro líquido com um raio de aproximadamente 300 quilômetros (190 milhas). Em torno do núcleo está uma camada limite parcialmente fundida com um raio de cerca de 500 quilômetros (310 mi). [59] [60] Acredita-se que esta estrutura tenha se desenvolvido através da cristalização fracionada de um oceano de magma global logo após a formação da Lua, 4,5 bilhões de anos atrás. [61]

A cristalização deste oceano de magma teria criado um manto máfico a partir da precipitação e afundamento dos minerais olivina, clinopiroxênio e ortopiroxênio após cerca de três quartos do oceano de magma terem se cristalizado, minerais de plagioclásio de baixa densidade puderam se formar e flutuar em uma crosta no topo . [62] Os líquidos finais a cristalizar teriam sido inicialmente imprensados ​​entre a crosta e o manto, com uma grande abundância de elementos incompatíveis e produtores de calor. [1] Consistente com esta perspectiva, o mapeamento geoquímico feito a partir da órbita sugere uma crosta composta principalmente por anortosito. [14] As amostras de rocha lunar das lavas de inundação que irromperam na superfície devido ao derretimento parcial do manto confirmam a composição do manto máfico, que é mais rico em ferro do que a da Terra. [1] A crosta tem, em média, cerca de 50 quilômetros (31 mi) de espessura. [1]

A Lua é o segundo satélite mais denso do Sistema Solar, depois de Io. [63] No entanto, o núcleo interno da Lua é pequeno, com um raio de cerca de 350 quilômetros (220 milhas) ou menos, [1] cerca de 20% do raio da Lua. Sua composição não é bem compreendida, mas provavelmente é ferro metálico ligado com uma pequena quantidade de enxofre e níquel. As análises da rotação variável no tempo da Lua sugerem que ela está pelo menos parcialmente fundida. [64] A pressão no núcleo lunar é estimada em 5 GPa. [65]

Campo magnético

A Lua tem um campo magnético externo de geralmente menos de 0,2 nanoteslas, [66] ou menos de cem milésimos do da Terra. A Lua não tem atualmente um campo magnético dipolar global e apenas a magnetização da crosta provavelmente adquirida no início de sua história, quando um dínamo ainda estava operando. [67] [68] No entanto, no início de sua história, 4 bilhões de anos atrás, a força do seu campo magnético era provavelmente próxima à da Terra hoje. [66] Este campo de dínamo primitivo aparentemente expirou cerca de um bilhão de anos atrás, após o núcleo lunar ter se cristalizado completamente. [66] Teoricamente, parte da magnetização remanescente pode se originar de campos magnéticos transitórios gerados durante grandes impactos por meio da expansão de nuvens de plasma. Essas nuvens são geradas durante grandes impactos em um campo magnético ambiente. Isso é apoiado pela localização das maiores magnetizações crustais situadas perto dos antípodas das bacias de impacto gigantes. [69]

Geologia de superfície

A topografia da Lua foi medida com altimetria a laser e análise de imagem estéreo. [70] Sua característica topográfica mais extensa é a bacia gigante do Pólo Sul – Aitken, do outro lado, com cerca de 2.240 km (1.390 mi) de diâmetro, a maior cratera da Lua e a segunda maior cratera de impacto confirmado no Sistema Solar. [71] [72] A 13 km (8,1 mi) de profundidade, seu solo é o ponto mais baixo da superfície da Lua. [71] [73] As maiores elevações da superfície da Lua estão localizadas diretamente a nordeste, o que pode ter sido engrossado pelo impacto da formação oblíqua da bacia Pólo Sul-Aitken. [74] Outras grandes bacias de impacto, como Imbrium, Serenitatis, Crisium, Smythii e Orientale possuem elevações regionalmente baixas e margens elevadas. [71] O lado mais distante da superfície lunar é em média cerca de 1,9 km (1,2 mi) mais alto do que o lado próximo. [1]

A descoberta de falésias de escarpas sugere que a Lua encolheu cerca de 90 metros (300 pés) nos últimos bilhões de anos. [75] Existem características de encolhimento semelhantes em Mercúrio. Mare Frigoris, uma bacia perto do pólo norte que há muito tempo se supõe estar geologicamente morta, rachou e mudou. Como a Lua não tem placas tectônicas, sua atividade tectônica é lenta e rachaduras se desenvolvem à medida que perde calor. [76]

Características vulcânicas

As planícies lunares escuras e relativamente sem características, claramente vistas a olho nu, são chamadas maria (Latim para "mares" singular égua), uma vez que se acreditava que estavam cheios de água [77], eles agora são conhecidos como vastas poças solidificadas de lava basáltica antiga. Embora semelhantes aos basaltos terrestres, os basaltos lunares têm mais ferro e nenhum mineral alterado pela água. [78] A maioria desses depósitos de lava entrou em erupção ou fluiu para as depressões associadas às bacias de impacto. Várias províncias geológicas contendo vulcões-escudo e cúpulas vulcânicas são encontradas no lado "maria" próximo. [79]

Quase todos os maria estão no lado próximo da Lua e cobrem 31% da superfície do lado próximo [80] em comparação com 2% do lado oposto. [81] Isso é provavelmente devido a uma concentração de elementos produtores de calor sob a crosta no lado próximo, o que teria causado o aquecimento do manto subjacente, derretimento parcial, ascensão à superfície e erupção. [62] [82] [83] A maioria dos basaltos de mares lunares eclodiram durante o período Imbriano, 3,0–3,5 bilhões de anos atrás, embora algumas amostras datadas radiometricamente tenham até 4,2 bilhões de anos. [84] Em 2003, estudos de contagem de crateras das erupções mais recentes pareceram sugerir que elas se formaram antes de 1,2 bilhões de anos atrás. [85]

Em 2006, um estudo de Ina, uma pequena depressão em Lacus Felicitatis, encontrou características irregulares e relativamente livres de poeira que, devido à falta de erosão por detritos que caem, pareciam ter apenas 2 milhões de anos. [86] Moonquakes e liberação de gás também indicam alguma atividade lunar contínua. [86] Evidências de vulcanismo lunar recente foram identificadas em 70 manchas de mares irregulares, algumas com menos de 50 milhões de anos. Isso levanta a possibilidade de um manto lunar muito mais quente do que se acreditava anteriormente, pelo menos no lado próximo, onde a crosta profunda é substancialmente mais quente devido à maior concentração de elementos radioativos. [87] [88] [89] [90] Foram encontradas evidências de vulcanismo basáltico de 2 a 10 milhões de anos dentro da cratera Lowell, [91] [92] dentro da bacia Orientale. Alguma combinação de um manto inicialmente mais quente e enriquecimento local de elementos produtores de calor no manto poderia ser responsável por atividades prolongadas no outro lado da bacia do Orientale. [93] [94]

As regiões de cores mais claras da Lua são chamadas Terrae, ou mais comumente Planalto, porque eles são mais altos do que a maioria dos maria. Eles foram radiometricamente datados de terem se formado 4,4 bilhões de anos atrás, e podem representar cumulatos de plagioclásio do oceano de magma lunar. [84] [85] Em contraste com a Terra, acredita-se que nenhuma grande montanha lunar tenha se formado como resultado de eventos tectônicos. [95]

A concentração de maria no lado próximo provavelmente reflete a crosta substancialmente mais espessa das terras altas do Far Side, que pode ter se formado em um impacto de baixa velocidade de uma segunda lua da Terra algumas dezenas de milhões de anos após a formação da lua. [96] [97] Alternativamente, pode ser uma consequência do aquecimento assimétrico das marés quando a Lua estava muito mais perto da Terra. [98]

Crateras de impacto

Um importante processo geológico que afetou a superfície da Lua é o impacto de crateras, [99] com crateras formadas quando asteróides e cometas colidem com a superfície lunar. Estima-se que haja cerca de 300.000 crateras com mais de 1 km (0,6 mi) no lado próximo da Lua. [100] A escala de tempo geológica lunar é baseada nos eventos de impacto mais proeminentes, incluindo estruturas Nectaris, Imbrium e Orientale caracterizadas por vários anéis de material elevado, entre centenas e milhares de quilômetros de diâmetro e associados a uma ampla avental de depósitos de ejetos que formar um horizonte estratigráfico regional. [101] A falta de uma atmosfera, clima e processos geológicos recentes significam que muitas dessas crateras estão bem preservadas. Embora apenas algumas bacias com vários anéis tenham sido definitivamente datadas, elas são úteis para atribuir idades relativas. Como as crateras de impacto se acumulam a uma taxa quase constante, a contagem do número de crateras por unidade de área pode ser usada para estimar a idade da superfície. [101] As idades radiométricas de rochas derretidas por impacto coletadas durante as missões Apollo agrupam-se entre 3,8 e 4,1 bilhões de anos: isso foi usado para propor um período de bombardeio pesado tardio de impactos aumentados. [102]

Coberta no topo da crosta lunar está uma camada altamente fragmentada (quebrada em partículas cada vez menores) e uma camada de superfície ajardinada de impacto chamada regolito, formada por processos de impacto. O regolito mais fino, o solo lunar de vidro de dióxido de silício, tem uma textura que lembra neve e um cheiro que lembra pólvora gasta. [103] O regolito de superfícies mais antigas é geralmente mais espesso do que para superfícies mais jovens: sua espessura varia de 10–20 km (6,2–12,4 mi) nas terras altas e 3–5 km (1,9–3,1 mi) nos mares. [104] Abaixo da camada de regolito finamente fragmentado está o megaregolito, uma camada de rocha altamente fraturada com muitos quilômetros de espessura. [105]

Imagens de alta resolução do Lunar Reconnaissance Orbiter na década de 2010 mostram uma taxa de produção de crateras contemporânea significativamente maior do que a estimada anteriormente. Acredita-se que um processo secundário de crateração causado por material ejetado distal agite os dois centímetros superiores do regolito em uma escala de tempo de 81.000 anos. [106] [107] Esta taxa é 100 vezes mais rápida do que a taxa calculada a partir de modelos baseados exclusivamente em impactos diretos de micrometeoritos. [108]

Campo gravitacional

O campo gravitacional da Lua foi medido rastreando o deslocamento Doppler dos sinais de rádio emitidos por espaçonaves em órbita. As principais características da gravidade lunar são mascons, grandes anomalias gravitacionais positivas associadas a algumas das gigantescas bacias de impacto, em parte causadas pelos densos fluxos de lava basáltica de mares que preenchem essas bacias. [109] [110] As anomalias influenciam muito a órbita da espaçonave em torno da Lua. Existem alguns quebra-cabeças: os fluxos de lava por si só não podem explicar toda a assinatura gravitacional, e existem alguns mascons que não estão ligados ao vulcanismo dos mares. [111]

Redemoinhos lunares

Os redemoinhos lunares são características enigmáticas encontradas na superfície lunar. Eles são caracterizados por um alto albedo, aparecem opticamente imaturos (ou seja, as características ópticas de um regolito relativamente jovem) e têm frequentemente uma forma sinuosa. Sua forma é frequentemente acentuada por regiões de baixo albedo que serpenteiam entre os redemoinhos brilhantes. Eles estão localizados em locais com campos magnéticos de superfície aprimorados e muitos estão localizados no ponto antípoda de grandes impactos. Redemoinhos bem conhecidos incluem o recurso Reiner Gamma e o Mare Ingenii. Eles são hipotetizados como áreas que foram parcialmente protegidas do vento solar, resultando em intemperismo espacial mais lento. [112]

Presença de água

A água líquida não pode persistir na superfície lunar. Quando exposta à radiação solar, a água se decompõe rapidamente por meio de um processo conhecido como fotodissociação e é perdida no espaço. No entanto, desde 1960, os cientistas levantaram a hipótese de que o gelo de água pode ser depositado pelo impacto de cometas ou possivelmente produzido pela reação de rochas lunares ricas em oxigênio e hidrogênio do vento solar, deixando vestígios de água que poderiam persistir no frio, permanentemente sombreados crateras em qualquer um dos pólos da lua. [113] [114] Simulações de computador sugerem que até 14.000 km 2 (5.400 sq mi) da superfície podem estar em sombra permanente. [115] A presença de quantidades utilizáveis ​​de água na Lua é um fator importante para tornar a habitação lunar um plano de baixo custo - a alternativa de transportar água da Terra seria proibitivamente cara. [116]

Nos anos seguintes, foram encontradas assinaturas de água na superfície lunar. [117] Em 1994, o experimento de radar bistático localizado no Clementine nave espacial, indicou a existência de pequenos bolsões de água congelada perto da superfície. No entanto, observações posteriores de radar por Arecibo, sugerem que essas descobertas podem ser rochas ejetadas de crateras de impacto jovens. [118] Em 1998, o espectrômetro de nêutrons no Lunar Prospector A espaçonave mostrou que altas concentrações de hidrogênio estão presentes no primeiro metro de profundidade no regolito próximo às regiões polares. [119] Contas de lava vulcânica, trazidas de volta à Terra a bordo da Apollo 15, mostraram pequenas quantidades de água em seu interior. [120]

O 2008 Chandrayaan-1 Desde então, a espaçonave confirmou a existência de gelo na superfície da água, usando o Moon Mineralogy Mapper a bordo. O espectrômetro observou linhas de absorção comuns à hidroxila, na luz solar refletida, fornecendo evidências de grandes quantidades de gelo de água na superfície lunar. A espaçonave mostrou que as concentrações podem chegar a 1.000 ppm. [121] Usando os espectros de refletância do mapeador, a iluminação indireta de áreas na sombra confirmou o gelo de água dentro de 20 ° de latitude de ambos os pólos em 2018. [122] Em 2009, LCROSS enviou um impactador de 2.300 kg (5.100 lb) para uma cratera polar permanentemente sombreada e detectou pelo menos 100 kg (220 lb) de água em uma nuvem de material ejetado. [123] [124] Outro exame dos dados LCROSS mostrou que a quantidade de água detectada está perto de 155 ± 12 kg (342 ± 26 lb). [125]

Em maio de 2011, 615–1410 ppm de água em inclusões de derretimento na amostra lunar 74220 foi relatado, [126] o famoso "solo de vidro laranja" de alto titânio de origem vulcânica coletado durante a missão Apollo 17 em 1972. As inclusões foram formadas durante a explosão erupções na Lua há aproximadamente 3,7 bilhões de anos. Esta concentração é comparável à do magma no manto superior da Terra.Embora de considerável interesse selenológico, este anúncio oferece pouco conforto para os aspirantes a colonos lunares - a amostra se originou muitos quilômetros abaixo da superfície, e as inclusões são tão difíceis de acessar que demorou 39 anos para encontrá-las com um estado de conservação. - instrumento de microssonda de íon de parte.

A análise das descobertas do Moon Mineralogy Mapper (M3) revelou em agosto de 2018 pela primeira vez "evidência definitiva" de gelo de água na superfície lunar. [127] [128] Os dados revelaram as assinaturas reflexivas distintas da água gelada, em oposição à poeira e outras substâncias reflexivas. [129] Os depósitos de gelo foram encontrados nos pólos Norte e Sul, embora seja mais abundante no Sul, onde a água fica presa em crateras e fendas permanentemente sombreadas, permitindo que persista como gelo na superfície, uma vez que são protegidas do sol. [127] [129]

Em outubro de 2020, astrônomos relataram a detecção de água molecular na superfície iluminada pelo sol da Lua por várias espaçonaves independentes, incluindo o Observatório Estratosférico para Astronomia Infravermelha (SOFIA). [130] [131] [132] [133]

Condições de superfície

A superfície da Lua é um ambiente extremo com temperaturas que variam de 140 ° C a −171 ° C, uma pressão atmosférica de 10 −10 Pa e altos níveis de radiação ionizante do Sol e de raios cósmicos. As superfícies expostas da espaçonave são consideradas improváveis ​​de abrigar rastros bacterianos após apenas uma órbita lunar. [134] A gravidade da superfície da Lua é de aproximadamente 1,625 m / s 2, cerca de 16,6% que na superfície da Terra ou 0,166 ɡ . [4]

Atmosfera

A Lua tem uma atmosfera tão tênue que chega quase ao vácuo, com uma massa total de menos de 10 toneladas (9,8 toneladas longas 11 toneladas curtas). [137] A pressão superficial desta pequena massa é cerca de 3 × 10-15 atm (0,3 nPa), varia com o dia lunar. Suas fontes incluem a liberação de gases e a pulverização catódica, um produto do bombardeio do solo lunar por íons do vento solar. [14] [138] Elementos que foram detectados incluem sódio e potássio, produzidos por pulverização catódica (também encontrada nas atmosferas de Mercúrio e Io) hélio-4 e néon [139] do vento solar e argônio-40, radônio-222 e polônio-210, liberado após sua criação por decomposição radioativa dentro da crosta e manto. [140] [141] A ausência de espécies neutras (átomos ou moléculas) como oxigênio, nitrogênio, carbono, hidrogênio e magnésio, que estão presentes no regolito, não é compreendida. [140] O vapor de água foi detectado por Chandrayaan-1 e variam com a latitude, com um máximo em

60–70 graus é possivelmente gerado a partir da sublimação do gelo de água no regolito. [142] Esses gases retornam ao regolito devido à gravidade da Lua ou são perdidos para o espaço, seja pela pressão da radiação solar ou, se ionizados, por serem varridos pelo campo magnético do vento solar. [140]

Estudos de amostras de magma lunar recuperadas pelas missões Apollo demonstram que a Lua já possuiu uma atmosfera relativamente densa por um período de 70 milhões de anos entre 3 e 4 bilhões de anos atrás. Essa atmosfera, proveniente de gases ejetados de erupções vulcânicas lunares, tinha o dobro da espessura da atual Marte. A antiga atmosfera lunar foi eventualmente destruída pelos ventos solares e dissipada no espaço. [143]

Uma nuvem de poeira lunar permanente existe ao redor da Lua, gerada por pequenas partículas de cometas. As estimativas são de 5 toneladas de partículas de cometa atingem a superfície da Lua a cada 24 horas, resultando na ejeção de partículas de poeira. A poeira fica acima da Lua por aproximadamente 10 minutos, levando 5 minutos para subir e 5 minutos para cair. Em média, 120 quilogramas de poeira estão presentes acima da Lua, subindo até 100 quilômetros acima da superfície. As contagens de poeira feitas pelo Lunar Dust Experiment (LDEX) do LADEE mostraram que as contagens de partículas atingiram o pico durante as chuvas de meteoros Geminid, Quadrantid, Northern Taurid e Omicron Centaurid, quando a Terra e a Lua passam pelos destroços do cometa. A nuvem de poeira lunar é assimétrica, sendo mais densa perto da fronteira entre o lado diurno e noturno da Lua. [144] [145]

Distância lunar

Modelo em escala do sistema Terra-Lua: Tamanhos e distâncias em escala.

Órbita

Por causa do bloqueio de maré, a rotação da Lua em torno de seu próprio eixo é sincronizada com seu período orbital ao redor da Terra. A Lua faz uma órbita completa ao redor da Terra em relação às estrelas fixas cerca de uma vez a cada 27,3 dias, [g] seu período sideral. No entanto, como a Terra está se movendo em sua órbita em torno do Sol ao mesmo tempo, leva um pouco mais de tempo para a Lua mostrar a mesma fase para a Terra, que é cerca de 29,5 dias [h] do seu período sinódico. [80] [146]

Ao contrário da maioria dos satélites de outros planetas, a Lua orbita mais perto do plano da eclíptica do que do plano equatorial do planeta. A órbita da Lua é sutilmente perturbada pelo Sol e pela Terra de muitas maneiras pequenas, complexas e interativas. Por exemplo, o plano da órbita da Lua gira gradualmente uma vez a cada 18,61 anos, [147] o que afeta outros aspectos do movimento lunar. Esses efeitos subsequentes são matematicamente descritos pelas leis da Cassini. [148]

A inclinação axial da Lua em relação à eclíptica é de apenas 1,5427 °, [8] [149] muito menos do que 23,44 ° da Terra. Por causa disso, a iluminação solar da Lua varia muito menos com a estação, e os detalhes topográficos desempenham um papel crucial nos efeitos sazonais. [150] A partir de imagens tiradas por Clementine em 1994, parece que quatro regiões montanhosas na borda da cratera Peary no pólo norte da Lua podem permanecer iluminadas durante todo o dia lunar, criando picos de luz eterna. Essas regiões não existem no pólo sul. Da mesma forma, existem lugares que permanecem em sombra permanente no fundo de muitas crateras polares, [115] e essas "crateras de escuridão eterna" são extremamente frias: Lunar Reconnaissance Orbiter mediu as temperaturas mais baixas do verão nas crateras do pólo sul a 35 K (−238 ° C −397 ° F) [151] e apenas 26 K (−247 ° C −413 ° F) perto do solstício de inverno no pólo norte cratera Hermite. Esta é a temperatura mais fria do Sistema Solar já medida por uma espaçonave, mais fria ainda do que a superfície de Plutão. [150] As temperaturas médias da superfície da Lua são relatadas, mas as temperaturas de diferentes áreas variam muito, dependendo se estão sob a luz do sol ou na sombra. [152]

Tamanho relativo

A Lua é um satélite natural excepcionalmente grande em relação à Terra: seu diâmetro é superior a um quarto e sua massa é 1/81 da da Terra. [80] É a maior lua do Sistema Solar em relação ao tamanho de seu planeta, [i] embora Caronte seja maior em relação ao planeta anão Plutão, com 1/9 da massa de Plutão. [j] [153] O baricentro da Terra e da Lua, seu centro de massa comum, está localizado 1.700 km (1.100 mi) (cerca de um quarto do raio da Terra) abaixo da superfície da Terra.

A Terra gira em torno do baricentro Terra-Lua uma vez por mês sideral, com 1/81 da velocidade da Lua, ou cerca de 12,5 metros (41 pés) por segundo. Este movimento é sobreposto à revolução muito maior da Terra em torno do Sol a uma velocidade de cerca de 30 quilômetros (19 milhas) por segundo.

A área da superfície da Lua é ligeiramente menor do que as áreas da América do Norte e do Sul juntas.

Aparência da Terra

A rotação síncrona da Lua ao orbitar a Terra resulta em que ela sempre mantenha quase a mesma face voltada para o planeta. No entanto, por causa do efeito da libração, cerca de 59% da superfície da Lua pode realmente ser vista da Terra. O lado da Lua voltado para a Terra é chamado de lado próximo e o lado oposto de lado oposto. O lado oposto é freqüentemente chamado de "lado escuro", mas na verdade é iluminado tão freqüentemente quanto o lado próximo: uma vez a cada 29,5 dias terrestres. Durante a lua nova, o lado próximo fica escuro. [154]

A Lua originalmente girava em uma taxa mais rápida, mas no início de sua história sua rotação diminuiu e tornou-se travada nesta orientação como resultado de efeitos de fricção associados às deformações de maré causadas pela Terra. [155] Com o tempo, a energia de rotação da Lua em seu eixo foi dissipada como calor, até que não houvesse rotação da Lua em relação à Terra. Em 2016, cientistas planetários usando dados coletados na NASA de 1998-99 Lunar Prospector missão, encontrou duas áreas ricas em hidrogênio (provavelmente antigo gelo de água) em lados opostos da lua. Especula-se que essas manchas eram os pólos da Lua bilhões de anos atrás, antes de ela ter sido fixada na Terra. [156]

A Lua tem um albedo excepcionalmente baixo, conferindo-lhe uma refletância ligeiramente mais brilhante do que a do asfalto gasto. Apesar disso, é o objeto mais brilhante no céu depois do sol. [80] [k] Isso se deve em parte ao aumento de brilho da onda de oposição: a Lua em um quarto de fase é apenas um décimo mais brilhante, ao invés da metade, como na lua cheia. [157] Além disso, a constância de cores no sistema visual recalibra as relações entre as cores de um objeto e seus arredores, e como o céu ao redor é comparativamente escuro, a lua iluminada pelo sol é percebida como um objeto brilhante. As bordas da lua cheia parecem tão brilhantes quanto o centro, sem escurecimento dos membros, por causa das propriedades reflexivas do solo lunar, que retrorreflete a luz mais em direção ao Sol do que em outras direções. A Lua parece maior quando perto do horizonte, mas este é um efeito puramente psicológico, conhecido como a ilusão da Lua, descrito pela primeira vez no século 7 aC. [158] O diâmetro angular da Lua cheia é de cerca de 0,52 ° (em média) no céu, aproximadamente o mesmo tamanho aparente do Sol (ver § Eclipses).

A maior altitude da Lua no ponto culminante varia de acordo com sua fase e época do ano. A lua cheia é a mais alta no céu durante o inverno (para cada hemisfério). A orientação da lua crescente também depende da latitude do local de observação em que um observador nos trópicos pode ver uma lua crescente em forma de sorriso. [159] A Lua é visível por duas semanas a cada 27,3 dias nos pólos norte e sul. O zooplâncton no Ártico usa a luz da lua quando o Sol está abaixo do horizonte por meses a fio. [160]

A distância entre a Lua e a Terra varia de cerca de 356.400 km (221.500 milhas) a 406.700 km (252.700 milhas) no perigeu (mais próximo) e no apogeu (mais distante), respectivamente. Em 14 de novembro de 2016, ele estava mais perto da Terra quando em fase completa do que está desde 1948, 14% mais perto do que sua posição mais distante no apogeu. [161] Relatado como uma "supermoon", este ponto mais próximo coincidia dentro de uma hora de lua cheia e era 30% mais luminoso do que quando em sua maior distância porque seu diâmetro angular é 14% maior e 1,14 2 ≈ 1,30 < displaystyle scriptstyle 1,14 ^ <2> approx 1.30>. [162] [163] [164] Em níveis mais baixos, a percepção humana de brilho reduzido como uma porcentagem é fornecida pela seguinte fórmula: [165] [166]

Quando a redução real é de 1,00 / 1,30, ou cerca de 0,770, a redução percebida é de cerca de 0,877 ou 1,00 / 1,14. Isso dá um aumento máximo percebido de 14% entre as luas do apogeu e do perigeu da mesma fase. [167]

Tem havido controvérsia histórica sobre se as características da superfície da Lua mudam com o tempo. Hoje, muitas dessas afirmações são consideradas ilusórias, resultantes da observação em diferentes condições de iluminação, visão astronômica deficiente ou desenhos inadequados. No entanto, a liberação de gases ocasionalmente ocorre e pode ser responsável por uma pequena porcentagem dos fenômenos lunares transitórios relatados. Recentemente, foi sugerido que uma região de aproximadamente 3 km (1,9 mi) de diâmetro da superfície lunar foi modificada por um evento de liberação de gás há cerca de um milhão de anos. [168] [169]

A aparência da Lua, como a do Sol, pode ser afetada pela atmosfera da Terra. Os efeitos ópticos comuns são o anel de halo de 22 °, formado quando a luz da Lua é refratada através dos cristais de gelo de nuvens cirrostratus altas, e anéis coronais menores quando a Lua é vista através de nuvens finas. [170]

A área iluminada da esfera visível (grau de iluminação) é dada por (1 - cos ⁡ e) / 2 = sin 2 ⁡ (e / 2) < displaystyle (1- cos e) / 2 = sin ^ < 2> (e / 2)>, onde e < displaystyle e> é o alongamento (ou seja, o ângulo entre a Lua, o observador na Terra e o Sol).

Eclipses

Os eclipses ocorrem apenas quando o Sol, a Terra e a Lua estão todos em uma linha reta (denominada "sizígia"). Os eclipses solares ocorrem na lua nova, quando a Lua está entre o Sol e a Terra. Em contraste, os eclipses lunares ocorrem na lua cheia, quando a Terra está entre o Sol e a Lua. O tamanho aparente da Lua é aproximadamente o mesmo que o do Sol, com ambos sendo vistos com cerca de meio grau de largura. O Sol é muito maior do que a Lua, mas é a distância muito maior que lhe confere o mesmo tamanho aparente que a Lua muito mais próxima e menor da perspectiva da Terra. As variações no tamanho aparente, devido às órbitas não circulares, também são quase as mesmas, embora ocorrendo em ciclos diferentes. Isso possibilita eclipses solares totais (com a Lua parecendo maior que o Sol) e anulares (com a Lua parecendo menor que o Sol). [172] Em um eclipse total, a Lua cobre completamente o disco do Sol e a coroa solar torna-se visível a olho nu. Como a distância entre a Lua e a Terra está aumentando muito lentamente com o tempo, [173] o diâmetro angular da Lua está diminuindo. Além disso, à medida que evolui para se tornar uma gigante vermelha, o tamanho do Sol e seu diâmetro aparente no céu estão aumentando lentamente. [l] A combinação dessas duas mudanças significa que centenas de milhões de anos atrás, a Lua sempre cobriria completamente o Sol em eclipses solares, e nenhum eclipse anular era possível. Da mesma forma, centenas de milhões de anos no futuro, a Lua não cobrirá mais o Sol completamente, e eclipses solares totais não ocorrerão. [174]

Como a órbita da Lua em torno da Terra tem uma inclinação de cerca de 5,145 ° (5 ° 9 ') em relação à órbita da Terra ao redor do Sol, os eclipses não ocorrem a cada lua cheia e nova. Para que ocorra um eclipse, a Lua deve estar perto da interseção dos dois planos orbitais. [175] A periodicidade e recorrência dos eclipses do Sol pela Lua e da Lua pela Terra são descritas pelo saros, que tem um período de aproximadamente 18 anos. [176]

Como a Lua bloqueia continuamente a visão de uma área circular de meio grau de largura do céu, [m] [177] o fenômeno relacionado de ocultação ocorre quando uma estrela ou planeta brilhante passa por trás da Lua e está oculto: escondido da vista. Desta forma, um eclipse solar é uma ocultação do sol. Como a Lua está comparativamente perto da Terra, as ocultações de estrelas individuais não são visíveis em todos os lugares do planeta, nem ao mesmo tempo. Por causa da precessão da órbita lunar, a cada ano, estrelas diferentes são ocultadas. [178]

Efeitos das marés

A atração gravitacional que as massas têm entre si diminui inversamente com o quadrado da distância dessas massas entre si. Como resultado, a atração ligeiramente maior que a Lua tem pelo lado da Terra mais próximo dela, em comparação com a parte da Terra oposta à Lua, resulta em forças de maré. As forças das marés afetam a crosta terrestre e os oceanos.

O efeito mais óbvio das forças das marés é causar duas protuberâncias nos oceanos da Terra, uma no lado voltado para a Lua e a outra no lado oposto. Isso resulta em níveis elevados do mar, chamados de marés oceânicas. [173] Conforme a Terra gira em seu eixo, uma das protuberâncias do oceano (maré alta) é mantida no lugar "sob" a Lua, enquanto outra maré é oposta. Como resultado, há duas marés altas e duas marés baixas em cerca de 24 horas. [173] Como a Lua está orbitando a Terra na mesma direção da rotação da Terra, as marés altas ocorrem a cada 12 horas e 25 minutos, os 25 minutos são devidos ao tempo da Lua em orbitar a Terra. O Sol tem o mesmo efeito de maré na Terra, mas suas forças de atração são apenas 40% da da Lua, o Sol e a interação da Lua é responsável pelas marés de primavera e mortas. [173] Se a Terra fosse um mundo aquático (sem continentes), ela produziria uma maré de apenas um metro, e essa maré seria muito previsível, mas as marés oceânicas são bastante modificadas por outros efeitos: o acoplamento friccional da água à rotação da Terra no fundo do oceano, à inércia do movimento da água, às bacias oceânicas que ficam mais rasas perto da terra, ao espirrar da água entre as diferentes bacias oceânicas. [179] Como resultado, o tempo das marés na maioria dos pontos da Terra é um produto de observações que são explicadas, aliás, pela teoria.

Enquanto a gravitação causa aceleração e movimento dos oceanos fluidos da Terra, o acoplamento gravitacional entre a Lua e o corpo sólido da Terra é principalmente elástico e plástico. O resultado é mais um efeito de maré da Lua na Terra, que causa uma protuberância da parte sólida da Terra mais próxima da Lua. Atrasos nos picos das marés dos oceanos e das marés de corpo sólido causam torque em oposição à rotação da Terra. Isso "drena" o momento angular e a energia cinética de rotação da rotação da Terra, diminuindo a rotação da Terra. [173] [180] Esse momento angular, perdido da Terra, é transferido para a Lua em um processo (confusamente conhecido como aceleração das marés), que eleva a Lua a uma órbita mais alta e resulta em sua velocidade orbital mais baixa em torno da Terra. Assim, a distância entre a Terra e a Lua está aumentando e a rotação da Terra está diminuindo em reação. [180] Medições de refletores de laser deixados durante as missões Apollo (experimentos de alcance lunar) descobriram que a distância da Lua aumenta em 38 mm (1,5 pol.) Por ano (aproximadamente a taxa em que as unhas humanas crescem). [181] [182] [183] ​​Os relógios atômicos também mostram que o dia da Terra aumenta em cerca de 17 microssegundos a cada ano, [184] [185] [186] aumentando lentamente a taxa na qual o UTC é ajustado por segundos bissextos. Este arrasto de maré continuaria até que a rotação da Terra e o período orbital da Lua coincidissem, criando um bloqueio de maré mútuo entre os dois e suspendendo a Lua sobre um meridiano (este é atualmente o caso de Plutão e sua lua Caronte). No entanto, o Sol se tornará uma gigante vermelha engolfando o sistema Terra-Lua muito antes dessa ocorrência. [187] [188]

Da mesma forma, a superfície lunar experimenta marés de cerca de 10 cm (4 in) de amplitude ao longo de 27 dias, com três componentes: um fixo devido à Terra, por estar em rotação síncrona, uma maré variável devido à excentricidade orbital e inclinação , e um pequeno componente variável do sol.[180] O componente variável induzido pela Terra surge da mudança de distância e libração, um resultado da excentricidade e inclinação orbital da Lua (se a órbita da Lua fosse perfeitamente circular e inclinada, haveria apenas marés solares). [180] A libração também muda o ângulo de onde a Lua é vista, permitindo que um total de cerca de 59% de sua superfície seja vista da Terra ao longo do tempo. [80] Os efeitos cumulativos do estresse acumulado por essas forças das marés produzem terremotos. Os terremotos lunares são muito menos comuns e mais fracos do que os terremotos, embora os terremotos possam durar até uma hora - significativamente mais do que terremotos terrestres - devido ao espalhamento das vibrações sísmicas na crosta superior seca e fragmentada. A existência de terremotos foi uma descoberta inesperada de sismômetros colocados na Lua pelos astronautas da Apollo de 1969 a 1972. [189]

De acordo com pesquisas recentes, os cientistas sugerem que a influência da Lua na Terra pode contribuir para a manutenção do campo magnético da Terra. [190]

Antes do vôo espacial

Uma das primeiras representações possíveis da Lua descobertas é uma escultura em pedra de 5.000 anos Orthostat 47 em Knowth, Irlanda. [191] [192]

A compreensão dos ciclos da Lua foi um desenvolvimento inicial da astronomia: no século 5 aC, os astrônomos babilônios registraram o ciclo de 18 anos de eclipses lunares de Saros, [193] e astrônomos indianos descreveram o alongamento mensal da lua. [194] O astrônomo chinês Shi Shen (fl. Século IV aC) deu instruções para a previsão de eclipses solares e lunares. [195] (p411) Mais tarde, a forma física da Lua e a causa do luar foram compreendidas. O antigo filósofo grego Anaxágoras (falecido em 428 aC) argumentou que o Sol e a Lua eram rochas esféricas gigantes e que a última refletia a luz da primeira. [196] [195] (p227) Embora os chineses da Dinastia Han acreditassem que a Lua era energia igualada a qi, sua teoria de 'influência radiante' também reconheceu que a luz da Lua era meramente um reflexo do Sol, e Jing Fang (78-37 aC) observou a esfericidade da lua. [195] (pp413-414) No século 2 DC, Luciano escreveu o romance Uma História Verdadeira, em que os heróis viajam para a Lua e encontram seus habitantes. Em 499 DC, o astrônomo indiano Aryabhata mencionou em seu Aryabhatiya que a luz solar refletida é a causa do brilho da lua. [197] O astrônomo e físico Alhazen (965-1039) descobriu que a luz do sol não era refletida da Lua como um espelho, mas que a luz era emitida de todas as partes da superfície iluminada pelo sol da Lua em todas as direções. [198] Shen Kuo (1031–1095) da dinastia Song criou uma alegoria igualando o aumento e diminuição da Lua a uma bola redonda de prata reflexiva que, quando encharcada com pó branco e vista de lado, pareceria ser um crescente. [195] (pp. 415-416)

Na descrição de Aristóteles (384-322 aC) do universo, a Lua marcava a fronteira entre as esferas dos elementos mutáveis ​​(terra, água, ar e fogo) e as estrelas imperecíveis do éter, uma filosofia influente que dominaria por séculos . [199] No entanto, no século 2 aC, Seleuco de Selêucia teorizou corretamente que as marés eram devido à atração da Lua, e que sua altura depende da posição da Lua em relação ao sol. [200] No mesmo século, Aristarco calculou o tamanho e a distância da Lua da Terra, obtendo um valor de cerca de vinte vezes o raio da Terra para a distância. Esses números foram muito melhorados por Ptolomeu (90-168 DC): seus valores de uma distância média de 59 vezes o raio da Terra e um diâmetro de 0,292 diâmetros da Terra estavam perto dos valores corretos de cerca de 60 e 0,273, respectivamente. [201] Arquimedes (287–212 aC) projetou um planetário que podia calcular os movimentos da Lua e de outros objetos no Sistema Solar. [202]

Durante a Idade Média, antes da invenção do telescópio, a Lua era cada vez mais reconhecida como uma esfera, embora muitos acreditassem que ela era "perfeitamente lisa". [203]

Em 1609, Galileo Galilei usou um dos primeiros telescópios para fazer desenhos da Lua para seu livro Sidereus Nuncius, e deduziu que não era liso, mas tinha montanhas e crateras. Thomas Harriot havia feito, mas não publicou esses desenhos alguns meses antes. Seguiu-se o mapeamento telescópico da Lua: no final do século 17, os esforços de Giovanni Battista Riccioli e Francesco Maria Grimaldi levaram ao sistema de nomenclatura de características lunares em uso hoje. O mais exato 1834-1836 Mappa Selenographica de Wilhelm Beer e Johann Heinrich Mädler, e seu livro associado de 1837 Der Mond, o primeiro estudo trigonometricamente preciso das características lunares, incluiu as alturas de mais de mil montanhas e introduziu o estudo da Lua com as precisões possíveis na geografia terrestre. [204] As crateras lunares, notadas pela primeira vez por Galileu, eram consideradas vulcânicas até a proposta de Richard Proctor de 1870 de que fossem formadas por colisões. [80] Esta visão ganhou apoio em 1892 a partir da experimentação do geólogo Grove Karl Gilbert, e de estudos comparativos de 1920 a 1940, [205] levando ao desenvolvimento da estratigrafia lunar, que na década de 1950 estava se tornando um ramo novo e crescente da astrogeologia. [80]

1959-1970

Entre a primeira chegada humana com o Soviete robótico Luna programa em 1958, para a década de 1970 com as últimas missões dos desembarques tripulados da Apollo dos EUA e a última missão Luna em 1976, a corrida espacial inspirada na Guerra Fria entre a União Soviética e os EUA levou a uma aceleração do interesse na exploração da Lua. Uma vez que os lançadores tinham as capacidades necessárias, essas nações enviaram sondas sem rosca tanto em missões de sobrevôo quanto em missões de impacto / aterrissagem.

Missões soviéticas

Nave espacial da União Soviética Luna programa foram os primeiros a cumprir uma série de objetivos: seguir três missões sem nome e fracassadas em 1958, [206] o primeiro objeto de fabricação humana a escapar da gravidade da Terra e passar perto da Lua foi Luna 1 o primeiro objeto de fabricação humana a impactar a superfície lunar foi Luna 2, e as primeiras fotografias do lado oposto normalmente ocluído da Lua foram feitas por Luna 3, tudo em 1959.

A primeira espaçonave a realizar um pouso suave lunar bem-sucedido foi Luna 9 e o primeiro veículo sem tração a orbitar a Lua foi Luna 10, ambos em 1966. [80] Amostras de rochas e solo foram trazidas de volta à Terra por três Luna amostras de missões de retorno (Luna 16 em 1970, Luna 20 em 1972, e Luna 24 em 1976), que retornou 0,3 kg no total. [207] Dois robôs robôs pioneiros pousaram na Lua em 1970 e 1973 como parte do programa Lunokhod soviético.

Luna 24 foi a última missão soviética à Lua.

Missões dos Estados Unidos

Durante o final da década de 1950, no auge da Guerra Fria, o Exército dos Estados Unidos conduziu um estudo de viabilidade classificado que propôs a construção de um posto militar avançado na Lua chamado Projeto Horizon, com potencial para realizar uma ampla gama de missões de pesquisa científica a bombardeio nuclear da Terra. O estudo incluiu a possibilidade de conduzir um teste nuclear lunar. [208] [209] A Força Aérea, que na época competia com o Exército por um papel de liderança no programa espacial, desenvolveu seu próprio plano semelhante, denominado Lunex. [210] [211] [208] No entanto, essas duas propostas foram, em última análise, ignoradas, pois o programa espacial foi amplamente transferido das forças armadas para a agência civil NASA. [211]

Seguindo o compromisso do presidente John F. Kennedy em 1961 de um pouso tripulado na Lua antes do final da década, os Estados Unidos, sob a liderança da NASA, lançaram uma série de sondas desenroladas para desenvolver uma compreensão da superfície lunar em preparação para missões humanas: o jato O programa Ranger do Laboratório de Propulsão produziu as primeiras fotos de perto que o programa Lunar Orbiter produziu mapas de toda a Lua. O programa Surveyor pousou sua primeira espaçonave quatro meses depois Luna 9. O programa da Apollo com tripulação foi desenvolvido em paralelo após uma série de testes sem e com tripulação da espaçonave Apollo na órbita da Terra, e estimulado por um possível pouso humano lunar soviético, em 1968 a Apollo 8 fez a primeira missão humana à órbita lunar. O subsequente pouso dos primeiros humanos na Lua em 1969 é visto por muitos como o ápice da Corrida Espacial. [212]

Neil Armstrong se tornou a primeira pessoa a andar na Lua como o comandante da missão americana Apollo 11 ao colocar os pés na Lua às 02:56 UTC em 21 de julho de 1969. [213] Estima-se que 500 milhões de pessoas em todo o mundo assistiram à transmissão por a câmera de TV Apollo, maior audiência televisiva para transmissão ao vivo na época. [214] [215] As missões Apollo 11 a 17 (exceto Apollo 13, que abortou seu pouso lunar planejado) removeram 380,05 kg (837,87 lb) de rocha lunar e solo em 2.196 amostras separadas. [216] O pouso e retorno na Lua americana foram possibilitados por consideráveis ​​avanços tecnológicos no início dos anos 1960, em domínios como a química de ablação, engenharia de software e tecnologia de reentrada atmosférica, e por uma gestão altamente competente do enorme empreendimento técnico. [217] [218]

Pacotes de instrumentos científicos foram instalados na superfície lunar durante todos os pousos da Apollo. Estações de instrumentos de longa vida, incluindo sondas de fluxo de calor, sismômetros e magnetômetros, foram instaladas nos locais de pouso da Apollo 12, 14, 15, 16 e 17. A transmissão direta de dados para a Terra foi concluída no final de 1977 por causa de considerações orçamentárias, [219] [220] mas como os arranjos retrorrefletores de canto-cubo de laser lunar das estações são instrumentos passivos, eles ainda estão sendo usados. O alcance das estações é realizado rotineiramente a partir de estações baseadas na Terra com uma precisão de alguns centímetros, e os dados desse experimento estão sendo usados ​​para restringir o tamanho do núcleo lunar. [221]

Década de 1970 - presente

Na década de 1970, após a corrida lunar, o foco da exploração astronáutica mudou, à medida que sondas como a Pioneer 10 e o programa Voyager eram enviadas para o sistema solar externo. Anos de quietude quase lunar se seguiram, apenas quebrados por um início de internacionalização do espaço e da Lua por meio, por exemplo, da negociação do tratado lunar.

Desde a década de 1990, muitos outros países se envolveram na exploração direta da Lua. Em 1990, o Japão se tornou o terceiro país a colocar uma espaçonave em órbita lunar com seu Hiten nave espacial. A espaçonave lançou uma sonda menor, Hagoromo, em órbita lunar, mas o transmissor falhou, impedindo o uso científico da missão. [222] Em 1994, os EUA enviaram a nave conjunta do Departamento de Defesa / NASA Clementine para a órbita lunar. Esta missão obteve o primeiro mapa topográfico quase global da Lua e as primeiras imagens multiespectrais globais da superfície lunar. [223] Isso foi seguido em 1998 pelo Lunar Prospector missão, cujos instrumentos indicaram a presença de excesso de hidrogênio nos pólos lunares, o que provavelmente foi causado pela presença de gelo de água nos poucos metros superiores do regolito dentro de crateras permanentemente sombreadas. [224]

A espaçonave européia SMART-1, a segunda espaçonave movida a íon, estava em órbita lunar de 15 de novembro de 2004 até seu impacto lunar em 3 de setembro de 2006, e fez a primeira pesquisa detalhada de elementos químicos na superfície lunar. [225]

O ambicioso Programa de Exploração Lunar Chinês começou com Chang'e 1, que orbitou a Lua com sucesso de 5 de novembro de 2007 até seu impacto lunar controlado em 1 de março de 2009. [226] Ele obteve um mapa de imagem completo da lua. Chang'e 2, começando em outubro de 2010, alcançou a Lua mais rapidamente, mapeou a Lua em uma resolução mais alta ao longo de um período de oito meses, então deixou a órbita lunar para uma estadia prolongada no ponto Lagrangiano Terra-Sol L2, antes de finalmente realizar um sobrevôo do asteróide 4179 Toutatis em 13 de dezembro de 2012 e, em seguida, indo para o espaço profundo. Em 14 de dezembro de 2013, Chang'e 3 pousou um módulo lunar na superfície da Lua, que por sua vez implantou um rover lunar, denominado Yutu (Chinês: 玉兔 literalmente "Coelho de Jade"). Este foi o primeiro pouso suave lunar desde Luna 24 em 1976, e a primeira missão lunar rover desde Lunokhod 2 em 1973. Outra missão rover (Chang'e 4) foi lançada em 2019, tornando-se a primeira espaçonave a pousar no lado oposto da Lua. A China pretende seguir isso com uma missão de retorno de amostra (Chang'e 5) em 2020. [227]

Entre 4 de outubro de 2007 e 10 de junho de 2009, a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial Kaguya (Selene) missão, um orbitador lunar equipado com uma câmera de vídeo de alta definição e dois pequenos satélites transmissores de rádio, obteve dados geofísicos lunares e fez os primeiros filmes de alta definição além da órbita terrestre. [228] [229] Primeira missão lunar da Índia, Chandrayaan-1, orbitou de 8 de novembro de 2008 até a perda de contato em 27 de agosto de 2009, criando um mapa químico, mineralógico e foto-geológico de alta resolução da superfície lunar e confirmando a presença de moléculas de água no solo lunar. [230] A Organização de Pesquisa Espacial da Índia planejava lançar Chandrayaan-2 em 2013, que teria incluído um robô lunar russo. [231] [232] No entanto, o fracasso da Rússia Fobos-Grunt missão atrasou este projeto e foi lançada em 22 de julho de 2019. O módulo de pouso Vikram tentou pousar na região do pólo sul lunar em 6 de setembro, mas perdeu o sinal em 2,1 km (1,3 mi). O que aconteceu depois disso é desconhecido.

Os EUA co-lançaram o Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) e o LCROSS impactador e orbitador de observação de acompanhamento em 18 de junho de 2009 LCROSS completou sua missão fazendo um impacto planejado e amplamente observado na cratera Cabeus em 9 de outubro de 2009, [233] enquanto LRO está atualmente em operação, obtendo altimetria lunar precisa e imagens de alta resolução. Em novembro de 2011, o LRO passou sobre a grande e brilhante cratera Aristarchus. A NASA divulgou fotos da cratera em 25 de dezembro de 2011. [234]

Duas espaçonaves GRAIL da NASA começaram a orbitar a Lua por volta de 1º de janeiro de 2012, [235] em uma missão para aprender mais sobre a estrutura interna da Lua. Da NASA LADEE A sonda, projetada para estudar a exosfera lunar, atingiu a órbita em 6 de outubro de 2013.

Futuro

Próximas missões lunares incluem a Rússia Luna-Glob: um módulo de aterrissagem desenroscado com um conjunto de sismômetros e um orbitador baseado em sua falha marciana Fobos-Grunt missão. [236] A exploração lunar com financiamento privado foi promovida pelo Google Lunar X Prize, anunciado em 13 de setembro de 2007, que oferece US $ 20 milhões para qualquer um que possa pousar um rover robótico na Lua e atender a outros critérios especificados. [237]

A NASA começou a planejar a retomada das missões humanas após o apelo do presidente dos Estados Unidos George W. Bush em 14 de janeiro de 2004 para uma missão humana à Lua até 2019 e a construção de uma base lunar até 2024. [238] O programa Constellation foi financiado e construção e testes começaram em uma nave espacial tripulada e veículo de lançamento, [239] e estudos de projeto para uma base lunar. [240] Esse programa foi cancelado em 2010, no entanto, e eventualmente substituído pelo programa Artemis apoiado por Donald Trump, que planeja devolver humanos à Lua em 2025. [241] A Índia também expressou sua esperança de enviar pessoas à Lua em 2020. [242]

Em 28 de fevereiro de 2018, SpaceX, Vodafone, Nokia e Audi anunciaram uma colaboração para instalar uma rede de comunicação sem fio 4G na Lua, com o objetivo de transmitir imagens ao vivo da superfície para a Terra. [243]

Relatórios recentes também indicam a intenção da NASA de enviar uma astronauta à Lua em sua missão planejada para meados da década de 2020. [244]

Missões comerciais planejadas

Em 2007, a X Prize Foundation junto com o Google lançou o Google Lunar X Prize para encorajar empreendimentos comerciais até a Lua. Um prêmio de $ 20 milhões seria concedido ao primeiro empreendimento privado a chegar à Lua com uma sonda robótica até o final de março de 2018, com prêmios adicionais no valor de $ 10 milhões para outros marcos. [245] [246] Em agosto de 2016, 16 equipes estavam supostamente participando da competição. [247] Em janeiro de 2018, a fundação anunciou que o prêmio não seria reclamado, pois nenhuma das equipes finalistas seria capaz de fazer uma tentativa de lançamento dentro do prazo. [248]

Em agosto de 2016, o governo dos EUA concedeu permissão para a start-up Moon Express, com sede nos EUA, pousar na lua. [249] Foi a primeira vez que uma empresa privada teve o direito de o fazer. A decisão é considerada um precedente ajudando a definir padrões regulatórios para a atividade comercial em espaços profundos no futuro. Anteriormente, as empresas privadas estavam restritas a operar na Terra ou ao redor dela. [249]

Em 29 de novembro de 2018, a NASA anunciou que nove empresas comerciais iriam competir para ganhar um contrato para enviar pequenas cargas úteis para a Lua no que é conhecido como Serviços Lunar de Carga Útil Comercial. De acordo com o administrador da NASA Jim Bridenstine, "Estamos construindo uma capacidade doméstica americana para ir e vir para a superfície da lua." [250]

Impacto humano

Ao lado dos vestígios da atividade humana na Lua, houve algumas instalações permanentes pretendidas, como o Museu da Lua peça de arte, mensagens de boa vontade da Apollo 11, seis placas lunares, o Astronauta Caído memorial e outros artefatos.

A infraestrutura

As missões de longo prazo que continuam ativas são alguns orbitadores, como o Lunar Reconnaissance Orbiter, lançado em 2009, vigiando a Lua para missões futuras, bem como alguns Landers, como o Chang'e 3 lançado em 2013 com seu Telescópio Ultravioleta Lunar ainda operacional. [251]

Existem várias missões de diferentes agências e empresas planejadas para estabelecer uma presença humana de longo prazo na Lua, com o Portal Lunar como o projeto mais avançado atualmente como parte do programa Artemis.

Astronomia da Lua

Por muitos anos, a Lua foi reconhecida como um excelente local para telescópios. [252] É relativamente próximo que a visão astronômica não é uma preocupação - certas crateras perto dos pólos são permanentemente escuras e frias e, portanto, especialmente úteis para telescópios infravermelhos e radiotelescópios no lado oposto, seriam protegidos da vibração de rádio da Terra. [253] O solo lunar, embora represente um problema para qualquer parte móvel dos telescópios, pode ser misturado com nanotubos de carbono e epóxis e empregado na construção de espelhos de até 50 metros de diâmetro. [254] Um telescópio zenital lunar pode ser feito de maneira barata com um líquido iônico. [255]

Em abril de 1972, a missão Apollo 16 registrou várias fotos astronômicas e espectros em ultravioleta com a Far Ultraviolet Camera / Spectrograph. [256]

Vivendo na lua

Os humanos ficaram dias na Lua, como durante a Apollo 17. [257] Um desafio particular para a vida diária dos astronautas durante sua permanência na superfície é a poeira lunar grudando em seus trajes e sendo carregada para seus aposentos. Posteriormente, a poeira foi provada e cheirada pelos astronautas, chamando-a de "aroma Apollo". [258] Esta contaminação representa um perigo, pois a poeira lunar fina pode causar problemas de saúde. [258]

Em 2019, pelo menos uma semente de planta germinou em um experimento, carregada junto com outra pequena vida da Terra na sonda Chang'e 4 em seu Microssistema Lunar. [259]

Embora Luna Landers espalharam bandeirolas da União Soviética na Lua, e bandeiras dos EUA foram simbolicamente plantadas em seus locais de pouso pelos astronautas da Apollo, nenhuma nação reivindica a propriedade de qualquer parte da superfície lunar. [260] Rússia, China, Índia e os EUA fazem parte do Tratado do Espaço Exterior de 1967, [261] que define a Lua e todo o espaço exterior como a "província de toda a humanidade". [260] Este tratado também restringe o uso da Lua para fins pacíficos, proibindo explicitamente instalações militares e armas de destruição em massa. [262] O Acordo da Lua de 1979 foi criado para restringir a exploração dos recursos da Lua por qualquer nação, mas em janeiro de 2020, foi assinado e ratificado por apenas 18 nações, [263] nenhuma das quais se envolveu em auto-lançamento exploração espacial humana. Embora vários indivíduos tenham feito reivindicações sobre a Lua no todo ou em parte, nenhum deles é considerado confiável. [264] [265] [266]

Em 2020, o presidente dos EUA, Donald Trump, assinou uma ordem executiva chamada "Encorajando o apoio internacional para a recuperação e uso dos recursos espaciais". A ordem enfatiza que "os Estados Unidos não vêem o espaço sideral como um 'bem comum'" e chama o Acordo da Lua de "uma tentativa fracassada de restringir a livre iniciativa". [267] [268]

o Declaração dos Direitos da Lua [269] foi criado por um grupo de "advogados, arqueólogos espaciais e cidadãos interessados" em 2021, com base nos precedentes do movimento dos Direitos da Natureza e no conceito de personalidade jurídica para entidades não humanas no espaço. [270]

Coordenação

À luz do desenvolvimento futuro na Lua, algumas organizações internacionais e agências multi-espaciais foram criadas:

Mitologia

O contraste entre as terras altas mais brilhantes e as marias mais escuras cria os padrões vistos por diferentes culturas como o Homem da Lua, o coelho e o búfalo, entre outras. Em muitas culturas pré-históricas e antigas, a Lua foi personificada como uma divindade ou outro fenômeno sobrenatural, e as visões astrológicas da Lua continuam a ser propagadas.

Na religião proto-indo-européia, a Lua foi personificada como o deus masculino * Meh1não. [271] Os antigos sumérios acreditavam que a Lua era o deus Nanna, [272] [273] que era o pai de Inanna, a deusa do planeta Vênus, [272] [273] e Utu, o deus do Sol. [272] [273] Nanna foi mais tarde conhecida como Sîn, [273] [272] e foi particularmente associada com magia e feitiçaria. [272] Na mitologia greco-romana, o Sol e a Lua são representados como masculino e feminino, respectivamente (Helios / Sol e Selene / Luna) [271] este é um desenvolvimento exclusivo do Mediterrâneo oriental [271] e vestígios de um O deus masculino da lua anterior, na tradição grega, está preservado na figura de Menelau. [271]

Na iconografia mesopotâmica, o crescente era o principal símbolo de Nanna-Sîn. [273] Na arte grega antiga, a deusa da lua Selene era representada usando uma meia-lua em seu capacete em um arranjo que lembrava chifres. [274] [275] O arranjo da estrela e crescente também remonta à Idade do Bronze, representando o Sol e a Lua, ou a Lua e o planeta Vênus, em combinação. Passou a representar a deusa Ártemis ou Hécate e, por meio do patrocínio de Hécate, passou a ser usado como símbolo de Bizâncio.

Uma tradição iconográfica de representação do Sol e da Lua com rostos desenvolvida no final do período medieval.

A divisão da Lua (em árabe: انشقاق القمر) é um milagre atribuído a Maomé. [276] Uma canção intitulada 'Moon Anthem' foi lançada por ocasião do pouso do Chandrayan-II da Índia na lua. [277]

Calendário

As fases regulares da Lua a tornam um relógio conveniente, e os períodos de aumento e diminuição formam a base de muitos dos calendários mais antigos. Paus de Tally, ossos com entalhes que datam de 20 a 30.000 anos atrás, são considerados por alguns como marcando as fases da lua. [278] [279] [280] O

O mês de 30 dias é uma aproximação do ciclo lunar. O substantivo inglês mês e seus cognatos em outras línguas germânicas derivam do proto-germânico * mǣnṓth-, que está conectado ao supramencionado proto-germânico * mǣnōn, indicando o uso de um calendário lunar entre os povos germânicos (calendário germânico) antes da adoção de um calendário solar. [281] A raiz de TORTA de lua, *méh1não, deriva da raiz verbal de TORTA *meh1-, "medir", "indicando uma concepção funcional da Lua, ou seja, marcador do mês" (cf. as palavras em inglês medir e menstrual), [282] [283] [284] e ecoando a importância da Lua para muitas culturas antigas na medição do tempo (ver latim mensis e grego antigo μείς (eu é) ou μήν (mēn), significando "mês"). [285] [286] [287] [288] A maioria dos calendários históricos são lunissolares. O calendário islâmico do século 7 é um exemplo de calendário puramente lunar, em que os meses são tradicionalmente determinados pelo avistamento visual do hilal, ou lua crescente mais antiga, no horizonte. [289]

Efeito lunar

O efeito lunar é uma suposta correlação não comprovada entre estágios específicos do ciclo lunar de aproximadamente 29,5 dias e as mudanças fisiológicas e comportamentais dos seres vivos na Terra, incluindo os humanos.

A Lua tem sido particularmente associada à insanidade e irracionalidade das palavras loucura e lunático (abreviação popular maluco) são derivados do nome latino para a Lua, Luna. Os filósofos Aristóteles e Plínio, o Velho, argumentaram que a lua cheia induzia insanidade em indivíduos suscetíveis, acreditando que o cérebro, que é principalmente água, deve ser afetado pela Lua e seu poder sobre as marés, mas a gravidade da Lua é muito leve para afetar qualquer Pessoa solteira. [290] Mesmo hoje, as pessoas que acreditam em um efeito lunar afirmam que as internações em hospitais psiquiátricos, acidentes de trânsito, homicídios ou suicídios aumentam durante a lua cheia, mas dezenas de estudos invalidam essas afirmações. [290] [291] [292] [293] [294]


Louco pela lua

Antigamente, as pessoas acreditavam que o luar tinha um efeito poderoso sobre o comportamento humano. Aqueles que agiram estranhamente foram considerados "lunáticos" e loucura, um termo para loucura vem de Luna, o nome latino para a deusa da lua. Os japoneses acreditavam que a lua era um deus com poderes para prever o futuro. Os padres estudariam o reflexo da lua em um espelho, acreditando que, se olhassem diretamente para a lua, isso os deixaria loucos. Superstições sobre a influência maligna da lua fizeram algumas pessoas se recusarem a dormir em um lugar onde os raios lunares pudessem tocá-las. Nos anos 1200, o filósofo inglês Roger Bacon escreveu: "Muitos morreram por não se protegerem dos raios da lua."

lunar relacionado com a lua

imortalidade capacidade de viver para sempre

Um mito da ilha indonésia de Java conta como Nawang Wulan, a deusa da lua, veio à Terra para se banhar em um lago. Um homem roubou seu manto de penas de cisne para que ela não pudesse mais voar de volta para o céu, e ela ficou na terra e se casou com ele. Nawang Wulan usou seus poderes mágicos para alimentar a família todos os dias com apenas um único grão de arroz. Quando seu marido descobriu seu segredo, ela perdeu seu poder mágico e teve que colher e bater arroz todos os dias como todas as outras esposas. No entanto, ela encontrou sua capa de pena de cisne e a usou para retornar ao céu. Ela ficava lá à noite, mas passava as horas do dia na Terra com o marido e a filha.


Teoria de co-formação

As luas também podem se formar ao mesmo tempo que seu planeta pai. Sob tal explicação, a gravidade teria feito com que o material no início do sistema solar se agrupasse ao mesmo tempo que a gravidade ligava as partículas para formar a Terra. Essa lua teria uma composição muito semelhante à do planeta e explicaria a localização atual da lua. No entanto, embora a Terra e a lua compartilhem muito do mesmo material, a lua é muito menos densa do que nosso planeta, o que provavelmente não seria o caso se ambas começassem com os mesmos elementos pesados ​​em seu núcleo.

Em 2012, o pesquisador Robin Canup, do Southwest Research Institute, no Texas, propôs que a Terra e a lua se formaram ao mesmo tempo quando dois objetos massivos cinco vezes o tamanho de Marte colidiram um com o outro.

"Após a colisão, os dois corpos de tamanhos semelhantes colidiram novamente, formando uma Terra primitiva cercada por um disco de material que se combinou para formar a lua", disse a NASA. "A recolisão e a fusão subsequente deixaram os dois corpos com as composições químicas semelhantes vistas hoje.


Um antigo filósofo grego foi exilado por afirmar que a lua era uma rocha, não um deus

Perto do pólo norte da lua está a cratera Anaxágoras, batizada em homenagem a um filósofo grego que viveu no século V a.C. O epônimo é adequado, já que o homem Anaxágoras foi uma das primeiras pessoas na história a sugerir que a lua era um corpo rochoso, não muito diferente da Terra. Estrias de material lançadas durante o impacto que formou a cratera se estendem 560 milhas ao sul até a borda de outra cratera, esta batizada em homenagem a Platão.

Como Platão, o erudito Anaxágoras fez a maior parte de seu trabalho em Atenas, mas as semelhanças entre os dois homens param por aí. Influenciado fortemente pelos pitagóricos, Platão postulou um universo místico baseado em formas geométricas sagradas, incluindo órbitas perfeitamente circulares. Platão evitou a observação e a experimentação, preferindo buscar um conhecimento puro que ele acreditava ser inato em todos os humanos. Mas Anaxágoras, que morreu na época em que Platão nasceu, tinha um talento especial para a astronomia, uma área de estudo que requer observação cuidadosa e cálculos para desvendar os mistérios do universo.

Durante seu tempo em Atenas, Anaxágoras fez várias descobertas fundamentais sobre a lua. Ele reiterou e se dedicou a uma ideia que provavelmente surgiu entre seus predecessores, mas não era amplamente aceita na Antiguidade: que a lua e o sol não eram deuses, mas sim objetos. Essa crença aparentemente inócua acabaria resultando na prisão e exílio de Anaxágoras & # 8217.

Cratera de Anaxágoras perto do pólo norte da lua, fotografada pela espaçonave Lunar Orbiter 4 em 1967. (NASA)

Reconstruir a vida dos primeiros filósofos como Anaxágoras, que se acredita ter escrito apenas um livro, que hoje perdemos, pode ser um grande desafio para os historiadores. Os estudiosos modernos têm apenas & # 8220 fragmentos & # 8221 para descrever a vida de Anaxágoras & # 8212 breves citações de seus ensinamentos e breves resumos de suas idéias, citados nas obras de estudiosos de gerações posteriores, como Platão e Aristóteles.

Por meio de observação persistente, Anaxágoras passou a acreditar que a lua era uma rocha, não totalmente diferente da Terra, e até descreveu montanhas na superfície lunar. O sol, ele pensou, era uma rocha em chamas. No fragmento 18, Anaxágoras diz: & # 8220É o sol que dá brilho à lua. & # 8221 Embora Anaxágoras não tenha sido o primeiro a perceber que o luar é a luz refletida do sol, ele foi capaz de usar este conceito para explicar corretamente fenômenos naturais adicionais, como eclipses e fases lunares.

Vindo de Clazomenae nas terras jônicas a leste do continente grego, Anaxágoras cresceu durante o Iluminismo Jônico, uma revolução intelectual que começou por volta de 600 a.C. Quando jovem, ele viu Atenas e Esparta se alinharem para expulsar o Império Persa da Jônia. Quando ele se mudou para Atenas, Anaxágoras e seus contemporâneos trouxeram filosofia para a democracia ateniense emergente. Embora muitos filósofos gregos dos séculos VI e V a.C. acreditava em um ou alguns elementos fundamentais & # 8212 como água, ar, fogo e terra & # 8212Anaxágoras pensava que devia haver um número infinito de elementos. Essa ideia foi sua maneira de resolver uma disputa intelectual sobre a natureza da existência que surgiu entre os filósofos de mentalidade naturalista da Jônia ao leste e os filósofos de mentalidade mística do oeste, na Itália colonizada pelos gregos, como Pitágoras e sua seguidores.

Daniel Graham, professor de filosofia na Universidade Brigham Young e um dos poucos especialistas em Anaxágoras no mundo, diz que dos filósofos que moravam na Itália, Parmênides em particular influenciou Anaxágoras e suas idéias sobre astronomia.

& # 8220Anaxágoras transforma o problema da luz lunar em um problema de geometria & # 8221 Graham diz. Ele observou que quando a lua está no lado oposto da Terra que o sol, a face inteira é iluminada, & # 8220 [produzindo] um modelo dos céus que prevê não apenas as fases da lua, mas como os eclipses são possíveis. & # 8221

As fases da lua, percebeu Anaxágoras, eram o resultado de diferentes porções do objeto celestial sendo iluminadas pelo sol da perspectiva da Terra. O filósofo também percebeu que o escurecimento ocasional da lua deve resultar do alinhamento da lua, do sol e da Terra de forma que a lua passe para a sombra da Terra & # 8217s & # 8212 um eclipse lunar. Quando a lua passa diretamente em frente ao sol, o céu escurece durante o dia, um fenômeno que Anaxágoras também descreveu e que agora chamamos de eclipse solar.

O eclipse lunar total de 8 de outubro de 2014, conforme fotografado na Califórnia. Quando a sombra da Terra cobre a lua, apenas a luz filtrada pela atmosfera da Terra atinge a superfície lunar, lançando um brilho avermelhado na lua. (Alfredo Garcia, Jr. / Flickr sob CC BY-SA 2.0)

Anaxágoras também lutou com as origens e a formação da lua, um mistério que ainda desafia os cientistas hoje. O filósofo propôs que a lua era uma grande rocha que a Terra primitiva lançou ao espaço. Este conceito antecipou um cenário para a origem da lua & # 8217 que o físico George Darwin, filho de Charles Darwin, iria propor 23 séculos depois. Conhecida como a hipótese da fissão, a ideia de Darwin & # 8217 era que a lua começou como um pedaço da Terra e foi lançada ao espaço pela rotação rápida da Terra, deixando para trás a bacia do Pacífico. (Hoje, muitos astrônomos acreditam que um corpo do tamanho de Marte se chocou contra a Terra primitiva, expelindo material que então se aglutinou na lua, embora existam outras teorias para a origem de nosso satélite natural.)

Ao descrever a lua como uma rocha de origem terrestre e o sol como uma rocha em chamas, Anaxágoras foi além dos pensadores anteriores, mesmo aqueles que perceberam que a lua era uma espécie de refletor. Essa visão de futuro fez com que Anaxágoras fosse rotulado como o principal negador da ideia de que a lua e o sol eram divindades.

Essa ideia deveria ser bem-vinda na Atenas democrática, mas Anaxágoras era professor e amigo do influente estadista Péricles, e as facções políticas logo conspirariam contra ele. No poder por mais de 30 anos, Péricles lideraria Atenas nas guerras do Peloponeso contra Esparta. Embora as causas exatas desses conflitos sejam uma questão de debate, os oponentes políticos de Péricles & # 8217 nos anos que antecederam as guerras o culparam por agressividade e arrogância excessivas. Incapaz de ferir o líder ateniense diretamente, os inimigos de Péricles e # 8217 foram atrás de seus amigos. Anaxágoras foi preso, julgado e condenado à morte, aparentemente por quebrar as leis contra a impiedade enquanto promovia suas idéias sobre a lua e o sol.

& # 8220Na democracia ateniense, com seus julgamentos & # 8216democráticos & # 8217 perante grandes júris de acusações criminais apresentadas por cidadãos privados & # 8212não havia promotor público & # 8212todos os julgamentos foram basicamente políticos & # 8221 Graham diz. & # 8220Eles costumavam disfarçar-se de que tratavam de religião ou moralidade, mas objetivavam embaraçar alguma figura pública indo diretamente atrás dela, se fosse vulnerável, ou de um membro de seu círculo, se não fosse. Se você quisesse atacar Péricles, mas ele era popular demais para atacar diretamente, você encontrou o elo mais fraco em seu grupo. Como um estrangeiro e intelectual com novas ideias pouco ortodoxas, o amigo de Péricles & # 8217 e & # 8216 conselheiro científico & # 8217 Anaxágoras era um alvo óbvio. & # 8221

Ainda com alguma influência política, Péricles conseguiu libertar Anaxágoras e impedir sua execução. Embora sua vida tenha sido poupada, o filósofo que questionou a divindade da lua se viu exilado em Lâmpsaco, na orla do Helesponto. Mas suas idéias sobre eclipses e fases lunares viveriam até hoje, e para seu reconhecimento da verdadeira natureza da lua, uma cratera lunar, visitada por espaçonaves em órbita cerca de 2.400 anos depois, leva o nome de Anaxágoras.


Assista o vídeo: O SURGIMENTO DA LUA E O PLANETA THÉIA (Pode 2022).