Grãos de baddeleyita em meteorito da Lua apontam impacto de 3.5 bilhões de anos

Partículas minúsculas de cristal aprisionadas dentro de um meteorito podem ser a pista que faltava para revelar um capítulo pouco conhecido - e extremamente violento - da história do Sistema Solar.

Segundo uma equipa liderada pela cientista planetária Carolyn Crow, da Universidade do Colorado Boulder, esses fragmentos são tão pequenos que mal aparecem sem microscópio, mas teriam sido criados num impacto de asteroide que atingiu a Lua há 3.5 bilhões de anos.

O local exato dessa colisão ainda não foi identificado. Mesmo assim, a natureza dos grãos - um mineral rico em zircónio chamado baddeleyita - indica que eles só poderiam ter surgido sob calor extremo, o que sugere um evento de escala monumental.

E esse “impacto fantasma” pode estar a indicar algo mais amplo.

Marcas preservadas em pelo menos outros dois corpos do Sistema Solar - a Terra e o asteroide Vesta - apontam para impactos intensos ocorridos por volta do mesmo período. Isso sugere que, há 3.5 bilhões de anos, o Sistema Solar interior ainda se comportava como um jogo caótico de colisões, muito depois de se supor que a situação já tivesse estabilizado.

“Esta nova idade de impacto, incorporada numa compilação de … eventos de impacto Terra-Lua-Vesta, fornece evidência inequívoca de bombardeamento prolongado do sistema solar interior após a época de formação de bacias”, escrevem os investigadores no artigo.

Baddeleyita microscópica e um impacto lunar extremo

Nos seus primeiros tempos, o Sistema Solar foi um ambiente instável. Ele atravessou várias fases de bombardeamento, nas quais rochas do tamanho de asteroides circulavam de forma desordenada, atingindo planetas recém-formados e outros corpos.

Uma das etapas mais intensas é conhecida como Bombardeamento Pesado Tardio, que diferentes evidências situam entre cerca de 4.1 e 3.8 bilhões de anos atrás. Uma hipótese é que mudanças na arquitetura orbital dos planetas gigantes tenham desestabilizado regiões de asteroides, lançando inúmeros objetos para o interior do Sistema Solar.

No caso da Terra, grande parte do registo de impactos desapareceu devido à erosão, à tectónica e a outros processos geológicos. Ainda assim, alguns vestígios sobrevivem e apontam para períodos posteriores de atividade de impacto acima do normal.

O problema é que, com um registo tão fragmentado, essa possibilidade tem sido difícil de testar em detalhe.

A Lua, em teoria, seria um ótimo arquivo: não tem tectónica ativa e apresenta pouca erosão. Porém, essa vantagem traz outra complicação - crateras podem permanecer por tempo extremamente longo, sobrepondo-se e apagando sinais umas das outras, o que torna muito difícil reconstruir a sequência dos eventos.

Por outro lado, como a superfície lunar não foi erodida nem reciclada de maneira significativa, como acontece com a crosta terrestre, marcas muito antigas podem ficar perto o suficiente da superfície para serem arrancadas por impactos posteriores e arremessadas até à Terra na forma de meteoritos.

Noroeste da África (NWA) 12593: um meteorito lunar com três impactos

Um desses meteoritos é o Noroeste da África (NWA) 12593 - um fragmento da Lua encontrado no Mali e adquirido por investigadores em 2017.

Esse pedaço de rocha, na verdade, guarda o registo de três impactos distintos. O mais recente foi a colisão que o ejectou da Lua e o enviou para a Terra, em um momento não especificado.

Antes disso, outro impacto transformou parte do material lunar em brecha, um tipo de rocha composto por muitos fragmentos maiores “colados” por grãos menores.

Brechas são muito comuns em zonas de impacto, onde pressões enormes destroem as rochas e depois “soldam” os pedaços de volta, criando combinações novas - como se o material fosse remontado à maneira de um Frankenstein mineral.

“Brechas são semelhantes ao que você veria se fosse e lascasse um pedaço de concreto. Você veria todas essas pedrinhas e, então, tudo fica fundido pelo cimento”, diz Crow.

“Mas o meteorito é fundido pelo processo de impacto. Você tem todos esses pedaços de diferentes tipos de rochas que o impacto atingiu. Tudo isso se mistura e depois fica fundido, como a sua calçada de concreto.”

Resta, então, o terceiro impacto - o evento mais misterioso.

Escondidos dentro da brecha, Crow e os colegas separaram 21 grãos de baddeleyita. Esse mineral é especialmente útil para identificar impactos porque pode preservar fases de zircônia - cúbica e tetragonal - que só se formam em temperaturas extremamente altas.

Em sete desses grãos, os cientistas detectaram zircônia cúbica, o que indica formação acima de 2,370 graus Celsius (4,300 graus Fahrenheit).

A equipa defende que esse aquecimento extremo corresponde a um evento diferente daquele que gerou a brecha, pois, no caso da brecha, a temperatura provavelmente teria sido bem mais baixa.

Para datar os grãos, os investigadores mediram com precisão o teor de chumbo.

Quando a baddeleyita se formou, incorporou quantidades minúsculas de urânio, que ao longo do tempo decai para chumbo a uma taxa conhecida. Ao contabilizar o chumbo acumulado, é possível estimar por quanto tempo o decaimento ocorreu - e, portanto, a idade da amostra.

O resultado indicou que os grãos se formaram há cerca de 3.486 bilhões de anos.

Evidências em Terra e Vesta e o bombardeamento prolongado do Sistema Solar interior

Essa data coincide com sinais registados na Terra: pequenas esferas derretidas de detritos de impacto preservadas em rochas antigas no deserto de Pilbara, na Austrália, sugerem um impacto há 3.48 bilhões de anos. Já uma estrutura semelhante na África do Sul é consistente com um impacto de 3.47 bilhões de anos.

Além disso, um conjunto de meteoritos provenientes do asteroide Vesta inclui rochas que evidenciam uma sequência de eventos de impacto distintos e bem definidos entre 3.85 e 3.47 bilhões de anos atrás.

Em conjunto, essas linhas independentes de evidência desenham um padrão: o bombardeamento pode ter persistido por centenas de milhões de anos depois do intervalo mais citado para o Bombardeamento Pesado Tardio.

Na Terra, aproximadamente no mesmo período, a vida celular estava a emergir. Os cientistas ainda tentam esclarecer que papel, se é que houve algum, impactos de grande escala tiveram na formação desses ambientes.

Alguns trabalhos recentes propõem que impactos podem gerar sistemas hidrotermais - como fontes termais - que funcionariam como refúgios ideais para microrganismos entre as primeiras formas de vida do planeta. Dentro desse contexto, a nova datação fornece uma ferramenta adicional para investigar um momento decisivo da história terrestre.

“A pergunta que frequentemente temos, até voltando ainda mais no tempo, é qual era o registo de impactos quando a vida estava a emergir?”, diz Crow.

“Isso é importante para entender como a vida se estabelece, como a vida emerge. O ritmo desses eventos catastróficos é uma parte importante da equação.”

A pesquisa foi publicada na revista Geologia.