Uma nova visão dos dados de experimentos sísmicos deixados na Lua pelos astronautas da Apollo deu aos pesquisadores uma melhor compreensão do interior lunar. O núcleo da Lua parece ser muito semelhante ao da Terra - com um núcleo interno sólido e um núcleo externo líquido derretido - e seu tamanho está bem no meio das estimativas anteriores.
"Embora a presença de um núcleo líquido tenha sido inferida anteriormente a partir de outras medidas geofísicas, fizemos a primeira observação sísmica direta de um núcleo externo líquido", disse Renee Weber, cientista planetária do Marshall Space Flight Center da NASA, que liderou a equipe de pesquisadores.
O experimento sísmico passivo da Apollo mediu as ondas sísmicas na Lua e consistiu em quatro sismômetros implantados no lado lunar próximo durante as missões da Apollo entre 1969 e 1972. Os instrumentos registravam continuamente o movimento do solo até o final de 1977. Mas os dados foram considerados fracos devido ao pequeno número de estações, à falta de observação de eventos extremos e à interferência de “terremotos na lua”. Como essas foram as únicas medidas diretas disponíveis na Lua, vários pesquisadores diferiram em características-chave, como raio, composição e estado do núcleo (ou seja, sólido ou fundido).
"O interior mais profundo da lua, especialmente se tem ou não um núcleo, tem sido um ponto cego para os sismólogos", disse Ed Garnero, professor da Arizona State University e membro da equipe de pesquisa. "Os dados sísmicos das antigas missões da Apollo eram muito barulhentos para imaginar a lua com alguma confiança."
Weber e seus colegas analisaram novamente os dados da Apollo usando um método geralmente usado para processar dados sísmicos na Terra. Chamados de processamento de matriz, as gravações sísmicas são adicionadas ou “empilhadas” de uma maneira especial e estudadas juntas. As várias gravações processadas em conjunto permitem aos pesquisadores extrair sinais muito fracos. A profundidade das camadas que refletem a energia sísmica pode ser identificada, significando em última análise a composição e o estado da matéria em diferentes profundidades.
Esse método pode aprimorar sinais sísmicos fracos e difíceis de detectar, adicionando sismogramas.
"Se a energia das ondas sísmicas diminuir e ricochetear em alguma interface profunda em uma profundidade específica, como o limite do manto principal da Lua, esse sinal de" eco "deve estar presente em todas as gravações, mesmo abaixo do nível de ruído de fundo" disse Patty Lin, candidata a pós-doutorado na ASU e outro membro da equipe. "Mas quando somamos os sinais, essa amplitude de reflexão do núcleo se torna visível, o que nos permite mapear a lua profunda".
Weber disse à Space Magazine que as ondas de cisalhamento não penetram nas regiões fluidas. “Portanto, enquanto observamos reflexos de compressão fora do núcleo interno sólido, não observamos (como esperado) reflexos de cisalhamento fora do núcleo interno, pois essa energia é refletida na camada externa do núcleo.”
Estudos recentes sugeriram que a Lua tinha um núcleo rico em ferro, relativamente pequeno, com tamanho entre 250 e 430 km, ou aproximadamente 15 a 25% do seu raio médio de 1.737,1 km. As novas medições colocam o núcleo um pouco maior.
"Colocamos a fronteira do núcleo do manto em um raio de 330 km, aproximadamente 19% do raio médio da Lua", disse Weber em um email.
O núcleo rico em ferro possui uma esfera interna sólida com aproximadamente 240 km (150 milhas) de raio e uma concha de fluido externa de 90 km (55 milhas) de espessura.
A nova pesquisa também aponta para o interior volátil e empobrecido, com o núcleo lunar contendo uma pequena porcentagem de elementos leves, como o enxofre, semelhantes aos elementos leves no núcleo da Terra - enxofre, oxigênio e outros.
Os dados reformulados de 30 anos também parecem confirmar a teoria principal de como a Lua se formou.
"A presença de uma camada de derretimento e um núcleo externo derretido suporta o modelo de formação lunar de grande impacto amplamente aceito, que prevê que a Lua poderia ter se formado em um estado completamente derretido", disse Weber.
