Muitos depósitos lunares possuem uma concentração excepcionalmente alta de titânio, com TiO2 constituindo até 18% de algumas amostras por peso. Essa característica tem sido objeto de interesse tanto para futuras minerações lunares quanto para cientistas planetários. O mistério em torno da formação dessas rochas e sua presença na superfície lunar persiste há mais de cinco décadas.
As missões Apollo, que trouxeram de volta 380 quilos de rochas lunares, renderam amostras que ofereceram aspectos tanto familiares quanto desconhecidos para os geólogos. Algumas amostras eram reconhecíveis, embora tenham sido formadas sob condições não encontradas na Terra, como a ausência de água ou ar. No entanto, havia substâncias na Lua que desafiavam explicações diretas. Por exemplo, os basaltos vulcânicos, que constituem os “mares” lunares, exibiam uma composição muito mais variada do que seus equivalentes terrestres, com diferenças nas concentrações de titânio sendo particularmente notáveis.
A missão Clementine à Lua revelou quão difundidos são os basaltos com alto teor de titânio, pelo menos no lado próximo. Crédito da imagem: Lunar and Planetary Institute
Um mistério de longa data tem sido o basalto de alto teor de titânio. O mapeamento orbital revelou que essas rochas eram bastante difundidas, adicionando complexidade ao quebra-cabeça. Uma equipe co-liderada pelo Professor Tim Elliott da Universidade de Bristol fez progressos significativos na recriação deste basalto misterioso em laboratório, lançando luz sobre como ele pode ter se formado na Lua.
O Professor Elliott descreveu a origem das rochas vulcânicas lunares como uma narrativa intrigante, envolvendo uma ‘avalanche’ de um instável pilha de cristais em escala planetária. Essa pilha formou-se devido ao resfriamento de um oceano de magma primordial. Ele enfatizou a importância de entender essa história épica, particularmente a presença de um tipo de magma único para a Lua. Elliott declarou: “Central para restringir essa história épica é a presença de um tipo de magma único para a Lua, mas explicar como tais magmas poderiam até ter chegado à superfície, para serem amostrados por missões espaciais, tem sido um problema problemático. É ótimo ter resolvido esse dilema.”
Um aspecto notável do basalto é não apenas seu alto teor de titânio, mas também sua menor densidade em comparação com rochas semelhantes na Terra.
Esta baixa densidade contribuiu para erupções generalizadas há 3,5 bilhões de anos, quando a Lua era vulcanicamente ativa. Geólogos anteriormente lutavam para explicar a composição deste basalto e por que era único à Lua.
Um basalto com alto teor de titânio da Apollo 17 usado para o estudo. Crédito da imagem: NASA
Alguns geólogos propuseram que os basaltos ricos em titânio se originaram de materiais no manto lunar conhecidos como cumulados portadores de ilmenita. No entanto, a fusão parcial desses cumulados em configurações de laboratório não produziu resultados consistentes com os basaltos lunares observados. Além disso, a densidade do material produzido em laboratório era tão alta que parecia improvável que ele pudesse ter alcançado a superfície lunar.
Elliott e seus colegas demonstraram que, quando cumulados portadores de ilmenita reagem com minerais comuns como olivina e ortopiroxênio, a fusão resultante se assemelha intimamente aos basaltos ricos em titânio encontrados na Lua. Essa semelhança se estende à baixa densidade dos basaltos, que se alinha com as erupções lunares generalizadas. A pesquisa sugere que as magmas ricas em titânio encontradas na superfície lunar podem ter se originado da fusão parcial de cumulados portadores de ilmenita. No entanto, essas fusões teriam passado por modificações substanciais tanto na composição elemental quanto isotópica através de fluxo reativo no manto lunar.
A equipe postula que o fluxo reativo pode ser um processo crucial que reduz a densidade da fusão, permitindo que fusões ricas em titânio entrem em erupção na superfície lunar. Essa hipótese aborda o mistério de longa data da composição única dos basaltos lunares e seus padrões de erupção.
O estudo conduzido por Elliott e sua equipe foi publicado na revista Nature Geoscience.
