A Lua no se afastou da Terra sempre na velocidade atual

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 28/11/2022

Distncia e idade da Lua

Por volta do ano 1880, George Darwin – filho de Charles Darwin – postulou que a atrao gravitacional da Lua deformava a superfcie da Terra, criando uma espcie de inchao muito sutil que no apontava diretamente para a Lua.

A atrao entre essa protuberncia e nosso satlite natural atuaria como um suave freio, dissipando parte da energia do sistema Terra-Lua e reduzindo a velocidade de rotao do nosso planeta. Ora, como o momento angular total do sistema Terra-Lua deve ser conservado, se a Terra gira mais lentamente, a distncia entre ela e a Lua deve aumentar.

E isso o que de fato acontece. Mais de um sculo depois da predio terica de George, nossos relgios atmicos e medies a laser confirmam que a Lua est se afastando do nosso planeta em 3,83 centmetros a cada ano – quando os astronautas da misso Artemis chegarem Lua, eles tero que viajar cerca de dois metros a mais do que os astronautas da Apolo.

Mas a surge um problema: “Quando voltamos no tempo usando o modelo de George Darwin, descobrimos que a Lua aparentemente se formou h 1,5 bilho de anos,” explica Jacques Laskar, do Observatrio de Paris, na Frana. “E, no entanto, dados experimentais mostram que a Lua tem 4,4 bilhes de anos.”

Essa idade da Lua ficou evidenciada de modo definitivo pela datao das rochas lunares trazidas pelas misses Apolo. Ou seja, esse paradoxo intriga os cientistas desde a dcada de 1970.

Modelo Terra-Lua

Agora, e depois de 10 anos trabalhando no assunto, Laskar e seus colegas acabam de elaborar um modelo do sistema Terra-Lua que finalmente se livra do paradoxo da idade da Lua.

A discrepncia entre a idade real da Lua e aquela calculada com o modelo de mar de Darwin mostrou que este ltimo estava incompleto porque o coeficiente usado por Darwin para calcular a velocidade com que a Lua est se afastando era constante.

No novo modelo, contudo, o coeficiente varivel, como se um “pedal do freio” – a intensidade da fora de mar – tivesse sido apertado e solto alternadamente ao longo das eras. Isso significa que a desacelerao da rotao da Terra variou significativamente ao longo do tempo.

No muito difcil levantar essa possibilidade, mas sustent-la dependia de apontar o que aperta ou libera o freio, ou seja, quais parmetros determinam essas oscilaes e por que e como eles variam ao longo do tempo?

Um modelo fsico da Terra com dois parmetros

Na tentativa de definir esses parmetros, os pesquisadores analisaram como os oceanos absorvem a energia das mars. Basicamente, a fora que retarda a rotao da Terra o atrito no fundo do oceano. Como sempre acontece na construo de modelos, a equipe buscou ento uma situao simplificada, neste caso com a Terra dividida em dois hemisfrios, um oceano e um supercontinente.

medida que voltamos no tempo os bilhes de anos da idade da Terra, oceano e continente retrocedem como resultado da deriva continental, fundindo-se em um oceano global nos primeiros tempos do nosso planeta.

O resultado um tanto surpreendente um modelo da Terra com apenas dois parmetros: Para descrever a evoluo da rotao da Terra, basta levar em conta a dissipao da energia das mars no fundo do oceano e a profundidade do oceano. E as movimentaes das placas tectnicas, com a consequente reformatao dos oceanos e continentes, explica a variao no arrasto de mar causado pela Lua.

O passo seguinte foi testar o modelo com dados reais, para ver se as equaes do modelo descreveriam realisticamente a mudana da fora de mar. Para fazer isso, a equipe se baseou em evidncias coletadas pelo gelogos. Acontece que certos depsitos sedimentares registraram a frequncia das mars em diferentes momentos da histria da Terra, enquanto outros registros geolgicos indicam mudanas na orientao do eixo de rotao da Terra, parmetro que depende da atrao gravitacional da Lua.

E o modelo “correspondeu muito bem aos dados geolgicos mais precisos,” disse Laskar.

Este resultado agora permitir determinar a velocidade de rotao da Terra a qualquer momento desde que a Lua se formou. Melhor ainda, tambm permitir plotar em grficos como a distncia entre nosso planeta e a Lua variou nos ltimos bilhes de anos. A equipe tambm est interessada em fazer os ajustes necessrios ao seu modelo para aplic-lo aos efeitos de mar em exoplanetas.

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