Amostras da Apollo da NASA e o Orbitador LRO Ajudam Cientistas a Preverem "Lunamotos"

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No dia 14/08, um artigo do portal da NASA divulgou que amostras lunares da missão Apollo, juntamente com dados do orbitador LRO, estão ajudando os cientistas a prever "lunamotos" — terremotos que ocorrem na Lua.

 

Crédito: NASA/ASU/Smithsonian

Este mosaico do vale Taurus-Littrow foi feito usando imagens das Câmeras de Ângulo Estreito a bordo do Orbitador de Reconhecimento Lunar (LRO) da NASA. O orbitador está circulando e estudando a Lua desde 2009. O vale, preenchido por lava antiga, é cortado pela falha geológica Lee-Lincoln, visível como uma linha branca sinuosa que se estende do South Massif (montanha no canto inferior esquerdo) até o North Massif (montanha no centro superior), onde a falha muda abruptamente de direção e atravessa a encosta do North Massif. A falha Lee-Lincoln tem sido a fonte de múltiplos lunamotos fortes, que causaram deslizamentos de terra e quedas de rochas tanto no North quanto no South Massif. A localização aproximada do local de pouso da missão Apollo 17 está indicada à direita da falha com um “x” branco.

De acordo com a nota do portal, à medida que a NASA se prepara para enviar astronautas à região do polo sul lunar pela primeira vez na missão Artemis III, cientistas estão desenvolvendo métodos para determinar a frequência de lunamotos em falhas ativas naquela região.

 

Falhas são rachaduras na crosta lunar que indicam que a Lua está encolhendo lentamente à medida que seu interior esfria com o tempo. A contração causada por esse encolhimento faz com que as falhas se movam de forma súbita, gerando tremores. Entre 1969 e 1977, uma rede de sismômetros implantada por astronautas da Apollo na superfície lunar registrou milhares de vibrações provocadas por lunamotos.

 

Lunamotos são raros, e os mais fortes — de magnitude aproximadamente 5.0 — ocorrem perto da superfície. Esses tremores são muito mais fracos do que grandes terremotos na Terra (de magnitude 7.0 ou mais), representando pouco risco para astronautas durante missões que duram apenas alguns dias. No entanto, seus efeitos em estruturas lunares de longo prazo podem ser significativos. Ao contrário de um terremoto, que dura de alguns segundos a minutos, um lunamoto pode durar horas, tempo suficiente para danificar ou derrubar estruturas, desestabilizar veículos de lançamento ou interromper operações na superfície.

 

“A probabilidade de risco aumenta muito dependendo da proximidade da sua infraestrutura a uma falha ativa”, disse Thomas Watters, cientista sênior emérito do Museu Nacional do Ar e Espaço do Smithsonian, em Washington.

 

Watters é um pesquisador veterano da geologia lunar e co-investigador da câmera do LRO da NASA. Recentemente, ele e Nicholas Schmerr, sismólogo planetário da Universidade de Maryland, desenvolveram um novo método para estimar a magnitude do tremor sísmico analisando evidências de rochas deslocadas e deslizamentos de terra numa área, conforme relataram em 30 de julho na revista Science Advances. Estudos como esses podem ajudar a NASA a planejar estruturas lunares em locais mais seguros.

 

“Ao contrário de um terremoto que dura de alguns segundos a minutos, um lunamoto pode durar horas, tempo suficiente para danificar ou tombar estruturas, desestabilizar veículos de lançamento na superfície ou interromper operações.”

 

Existem milhares de falhas na Lua que podem ainda estar ativas e produzindo tremores. Watters e sua equipe identificaram essas falhas analisando dados do LRO, que vem mapeando a superfície lunar com imagens detalhadas desde 2009.

 

Para este estudo, Watters e Schmerr decidiram analisar mudanças na superfície causadas por tremores gerados pela falha Lee-Lincoln, no vale Taurus-Littrow. Os astronautas da Apollo 17, que pousaram cerca de 6,5 km a oeste da falha em 11 de dezembro de 1972, exploraram a área ao redor durante sua missão.

 

Estudando quedas de rochas e um deslizamento de terra provavelmente causados por tremores próximos à Lee-Lincoln, Watters e Schmerr estimaram que um lunamoto de magnitude 3.0 — semelhante a um terremoto relativamente fraco — ocorre nessa falha aproximadamente a cada 5,6 milhões de anos.

 

“Uma das coisas que estamos aprendendo com a falha Lee-Lincoln é que muitas falhas semelhantes provavelmente tiveram múltiplos tremores ao longo de milhões de anos”, disse Schmerr. “Isso significa que elas ainda podem estar ativas hoje e continuarão gerando lunamotos no futuro.”

 

Os autores escolheram estudar a falha Lee-Lincoln porque ela oferecia uma vantagem única: os astronautas da Apollo 17 trouxeram amostras de rochas da região. Estudando essas amostras em laboratórios, os cientistas puderam medir alterações na química das rochas causadas pela exposição à radiação cósmica ao longo do tempo (a superfície da rocha é recém-exposta após se separar de uma pedra maior que a protegia).

 

Essas informações sobre a exposição à radiação cósmica ajudaram os pesquisadores a determinar há quanto tempo as rochas estavam em suas posições atuais, o que, por sua vez, ajudou a estimar a época e a frequência dos tremores ao longo da falha Lee-Lincoln.

 

Crédito: NASA/JSC/ASU

Esta imagem de 1972 mostra o astronauta Harrison H. Schmitt, da Apollo 17, coletando amostras de uma grande rocha na base do North Massif, no vale Taurus-Littrow, na Lua. Acredita-se que essa rocha tenha sido deslocada por um lunamoto forte ocorrido há cerca de 28,5 milhões de anos. A fonte do tremor foi, provavelmente, um evento sísmico na falha Lee-Lincoln. A foto foi tirada pelo astronauta Eugene A. Cernan, comandante da Apollo 17.

Os astronautas da Apollo 17 investigaram rochas nas bases de duas montanhas no vale. As trilhas deixadas indicaram que essas rochas podem ter rolado encosta abaixo após serem sacudidas por um lunamoto. Usando o tamanho de cada rocha, Watters e Schmerr estimaram a intensidade do tremor e a magnitude do lunamoto que teria causado a queda dessas rochas.

 

A equipe também estimou o tremor e a magnitude do lunamoto necessários para desencadear um grande deslizamento que lançou material através do vale, sugerindo que esse evento causou a ruptura que formou a falha Lee-Lincoln.

 

Crédito: Nicholas Schmerr

Simulação de computador mostrando as ondas sísmicas originadas de um lunamoto raso na falha Lee-Lincoln, no vale Taurus-Littrow, na Lua. O rótulo “A17” marca o local de pouso da Apollo 17. O áudio representa um lunamoto registrado por um sismômetro colocado na superfície pelos astronautas. O sinal sísmico foi convertido em som. Tanto o áudio quanto o vídeo foram acelerados para tocar 10 vezes mais rápido que o normal. A imagem de fundo é um mosaico global feito pela câmera de ângulo amplo do LRO da NASA. Vermelho e azul representam polaridades positiva (movimento do solo para cima) e negativa (movimento para baixo) da onda.

 

Considerando todos esses fatores, Watters e Schmerr estimaram que a chance de um lunamoto ter ocorrido no vale Taurus-Littrow em qualquer dia específico durante a presença dos astronautas da Apollo 17 era de 1 em 20 milhões, segundo os autores.

 

As descobertas sobre a falha Lee-Lincoln são apenas o começo. Watters e Schmerr agora planejam usar sua nova técnica para analisar a frequência de tremores em falhas na região do polo sul lunar, onde a NASA pretende explorar.

 

A NASA também planeja enviar mais sismômetros para a Lua. Primeiro, o Farside Seismic Suite entregará dois sismômetros sensíveis à bacia Schrödinger, no lado oculto da Lua, como parte da iniciativa CLPS (Serviços Comerciais de Carga Lunar) da NASA. Além disso, a NASA está desenvolvendo um equipamento chamado Estação de Monitoramento do Ambiente Lunar, com possível lançamento na missão Artemis III para a região do Polo Sul. Co-liderado por Schmerr, esse equipamento avaliará riscos sísmicos para futuras missões humanas e robóticas.

 

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