Segundo geoquímicos da UCLA (Universidade da Califórnia, Los Angeles), a Lua foi formada por uma violenta colisão de frente entre a Terra primitiva e um "embrião planetário" chamado Theia aproximadamente 100 milhões de anos depois da formação do nosso planeta. Os cientistas já sabiam deste acidente a alta velocidade, que ocorreu quase há 4,5 mil milhões de anos atrás, mas muitos pensavam que a Terra colidiu com Theia a um ângulo de 45 graus ou mais - uma poderosa colisão de lado. Novas evidências divulgadas na edição de 29 de janeiro da revista Science reforçam consideravelmente o caso de um ataque frontal.
Os investigadores analisaram sete rochas trazidas para a Terra da Lua pelas missões Apollo 12, 15 e 17, bem como seis rochas vulcânicas do manto da Terra - cinco do Hawaii e uma do estado americano do Arizona. A chave para a reconstrução do impacto gigante foi uma assinatura química revelada nos átomos de oxigénio das rochas (o oxigénio constitui 90% do volume das rochas e 50% do seu peso). Mais de 99,9% do oxigénio da Terra é O-16, assim chamado porque cada átomo contém 8 protões e 8 neutrões. Mas também existem pequenas quantidades de isótopos de oxigénio mais pesados: O-17, que tem um neutrão extra, e O-18, que tem dois neutrões extra. A Terra, Marte e outros corpos planetários no nosso Sistema Solar têm, cada um, um rácio único de O-17 para O-16 - cada um, uma "impressão digital" distinta.
Em 2014, uma equipa de cientistas alemães divulgou na Science que a Lua também tem o seu próprio e único rácio de isótopos de oxigénio, diferente do da Terra. A nova investigação descobriu que tal não é o caso. "Nós não vemos nenhuma diferença entre os isótopos de oxigénio da Terra e da Lua; são indistinguíveis," afirma Edward Young, autor principal do novo estudo e professor de geoquímica e cosmoquímica na UCLA. A equipe de pesquisa de Young usou tecnologia e técnicas topo-de-gama para fazer medições extraordinariamente precisas e cuidadosas, e verificou-as com o novo espectrómetro de massa da universidade.
O facto de que o oxigénio nas rochas da Terra e da Lua partilham assinaturas químicas foi muito revelador, afirma Young. Caso a Terra e Theia tivessem colidido num golpe lateral, a vasta maioria da Lua seria principalmente constituída pelo corpo Theia, e a Terra e a Lua teriam diferentes isótopos de oxigénio. Uma colisão de frente, no entanto, provavelmente teria resultado na composição química semelhante da Terra e da Lua. Theia foi bem misturado tanto na Terra como na Lua e uniformemente disperso entre os dois," comenta Young. "Isto explica porque é que não vemos uma assinatura diferente de Theia na Lua em relação à Terra."
Theia, que não sobreviveu à colisão (exceto que agora compõe grande parte da Terra e da Lua), estava a crescer e provavelmente ter-se-ia tornado um planeta caso a colisão não tivesse ocorrido, acrescenta Young. Ele e outros cientistas pensam que o corpo tinha aproximadamente o mesmo tamanho que a Terra; outros acham que era mais pequeno, talvez parecido com Marte.
Outra questão interessante é saber se a colisão com Theia removeu qualquer água que a Terra primitiva pudesse conter. Depois da colisão - talvez dezenas de milhões de anos mais tarde - pequenos asteroides provavelmente atingiram a Terra, incluindo aqueles ricos em água. As colisões de corpos em crescimento ocorreram com muita frequência naquela época, afirma Young, embora Marte tivesse evitado grandes colisões. A colisão frontal foi inicialmente proposta em 2012 por Matija Cuk, agora no Instituto SETI, e Sarah Stewart, professora na Universidade Davis da Califórnia; e, separadamente durante o mesmo ano, por Robin Canup do SwRI (Southwest Research Institute).
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