A Terra partilha o seu ar com a Lua há milhares de milhões de anos, numa extraordinária demonstração de generosidade interplanetária. E fá-lo, aliás, graças ao mesmo instrumento com o qual nos protege das radiações solares: … campo magnético.
A descoberta, publicada recentemente na revista Nature Communications Earth & Environment, acaba de ser anunciada por uma equipe de astrofísicos da Universidade de Rochester. Até agora, pensava-se que o escudo magnético da Terra funcionava como uma barreira para evitar que a nossa atmosfera escapasse para o espaço, mas as evidências sugerem o contrário: o escudo também funciona como um funil, uma “rodovia” invisível que transporta as partículas da Terra diretamente para a superfície lunar.
Desde que os astronautas da Apollo trouxeram para casa vários quilos de rocha e poeira lunar (o famoso regolito), os cientistas se perguntam como é possível que essas amostras contenham tantos elementos voláteis, especialmente nitrogênio e gases nobres, que simplesmente não deveriam estar lá.
A razão é que a Lua não tem tecnicamente uma atmosfera como a nossa, mas sim uma exosfera, uma camada extremamente tênue de gases, a maioria dos quais (cerca de 70%, de acordo com uma pesquisa recente do MIT) é formada por “evaporação de impacto”. Ou seja, micrometeoritos que atingem o solo lunar e levantam poeira e gás. Os 30% restantes sempre foram atribuídos ao vento solar, um fluxo de partículas carregadas que emana constantemente da nossa estrela.
Os cientistas pensaram que o campo magnético estava a impedir a fuga da atmosfera, mas novas simulações mostram que ele funciona como um funil que liga os dois mundos.
Mas as contas não batem certo. O vento solar e os meteoritos por si só não poderiam, de facto, explicar a composição isotópica do azoto encontrado nas amostras da Apollo. Tinha que vir de outro lugar. E esse lugar, alguns começaram a suspeitar, poderia ser a Terra, embora ninguém adivinhasse por qual mecanismo.
Várias hipóteses foram apresentadas. Por exemplo, um estudo de 2005 da Universidade de Tóquio mostrou que tal transferência da atmosfera da Terra para a Lua só teria sido possível no início do sistema solar, quando a Terra ainda não tinha um campo magnético forte. Na verdade, a lógica ditava que assim que a blindagem magnética fosse “ligada”, o vazamento atmosférico cessaria.
Do escudo ao canhão
É aqui que entra em jogo uma equipe da Universidade de Rochester, liderada pelo geofísico John Tarduno. Para descobrir a verdade, os pesquisadores simularam dois cenários diferentes: uma “Terra primitiva” sem campo magnético, sujeita ao feroz vento solar; e a “Terra moderna” com o seu poderoso escudo magnético e vento solar muito mais suave.
“As simulações da Terra moderna”, escrevem os pesquisadores, “ajustam-se muito melhor aos dados. E o motivo foi uma surpresa completa: o campo magnético não bloqueou a saída das partículas, mas sim as direcionou.
O mecanismo é brutal e elegante ao mesmo tempo. O vento solar atinge nossa atmosfera e elimina partículas carregadas (íons). Mas em vez de se perderem no vácuo, estas partículas ficam presas nas linhas do campo magnético da Terra. Somado a isso está o fato de que nossa magnetosfera não é uma esfera perfeita; A pressão do vento solar deforma-o e estende-o ao longo do lado noturno da Terra, dando-lhe a aparência de uma cauda gigante de cometa.
A descoberta explica por que as amostras da Apollo continham tanto nitrogênio e sugere que o regolito lunar representa uma biblioteca intocada da evolução química da Terra.
E é aí, nesta “fila” conhecida como “gravador de cassetes”, que a magia acontece. Quando a Lua passa atrás da Terra em sua órbita de 28 dias (durante a fase de lua cheia), ela passa por esta cauda magnética. Assim, cerca de cinco dias por mês, nosso satélite recebe uma chuva direta de íons terrestres (nitrogênio, oxigênio e outros voláteis), que viajam por essa “rodovia” magnética até se sacudirem e ficarem presos no solo lunar.
A lua está enferrujando e a culpa é nossa
O novo estudo se encaixa perfeitamente com outras peças do quebra-cabeça que surgiram nos últimos anos. Por exemplo, em 2020, o pesquisador Shuai Li, da Universidade do Havaí, surpreendeu a comunidade científica ao anunciar que havia encontrado hematita na Lua. Isto é, essencialmente, óxido de ferro. Mas para o ferro enferrujar, ele precisa de oxigênio e água – duas coisas que são escassas na Lua. Lee então propôs que o oxigênio necessário para “oxidar” a Lua vinha da atmosfera superior da Terra, passando pela cauda magnética, que agora sustentava o modelo de Rochester.
A cauda magnética também atua como um escudo protetor “temporário” (cinco dias por mês) para a Lua, bloqueando o vento solar (que é rico em hidrogênio e dificulta a oxidação) e permitindo que o oxigênio da Terra faça seu trabalho. Ou seja, literalmente “enferrujamos” no vizinho toda vez que chega a lua cheia.
Cápsula do tempo
As implicações desta descoberta são impressionantes. Porque se se verificar que este processo já dura milhares de milhões de anos, então o solo lunar não é apenas poeira inerte. É um registro fóssil preciso da atmosfera da Terra.
A atmosfera do nosso planeta mudou dramaticamente ao longo das eras geológicas. Houve um tempo sem oxigênio, depois veio a Grande Oxidação, depois mudanças nos níveis de nitrogênio… Em cada uma dessas etapas, uma mistura química diferente foi enviada em direção à Lua, e tudo isso ficou registrado nas camadas do regolito lunar.
Não estamos apenas a enviar nitrogénio para lá: pesquisas anteriores confirmam que o oxigénio da Terra viaja até à Lua e oxida lentamente a sua superfície.
Por outras palavras, como sugerem os autores do estudo, a Lua torna-se assim uma “cápsula do tempo”. E se conseguirmos penetrar a sua superfície e analisar as camadas profundas do solo lunar em futuras missões Artemis, então seremos capazes de ler a história química da Terra de uma forma inteiramente nova, algo que não pode ser feito “aqui”, onde a erosão e as placas tectónicas apagaram para sempre os seus vestígios.
Já havia muitos motivos para voltar à Lua. E a partir de agora temos mais um.
