3.2 Formation of a Dual Planet Earth-Moon

Earth and the Moon actually form a dual planetary system. Sua influência mútua não é grande agora, mas bastante perceptível. No entanto, nas primeiras fases de evolução deste sistema, era excepcionalmente forte. Isso levou a consequências catastróficas e mudanças radicais no processo de evolução de ambos os planetas.É por isso que revemos juntos as origens da terra e da lua. É preciso afirmar aqui, a fim de justificar a atenção elevada à Lua nesta monografia dedicada à evolução da terra e sua Geodinâmica que a lua, como satélite do nosso planeta, serviu como o mecanismo de gatilho que iniciou e ativou substancialmente a evolução tectônica da terra em Archaean. Além disso, a lua fez girar o nosso planeta. Como se sabe, a origem do campo magnético está associada à rotação. Além disso, a órbita de captura lunar definiu a inclinação inicial do eixo de revolução da terra, e essa foi a causa de todo o seu zoneamento climático inicial. Além disso, pode-se afirmar agora com certeza que a lua, acelerando a evolução da Terra, predeterminou o surgimento em sua superfície de vida altamente organizada.Estes são, naturalmente, problemas puramente terrenos, que são impossíveis de desintanjar sem desenvolver uma teoria de evolução adequada do planeta Terra–Lua dual e da lua propriamente dita.

ao contrário da seção anterior, nós descrevemos aqui não os conceitos convencionais da formação do sistema Terra–Lua, mas um novo modelo desenvolvido pelos autores (Sorokhtin, 1988) da origem devido à destruição das marés no limite de Roche de um planeta mais massivo, Proto-Luna. O modelo foi descrito em publicações com Ushakov (Sorokhtin e Ushakov, 1989a, B, 2002).

parece estar a explicar melhor do que outros modelos todo o conjunto do conhecimento moderno sobre a composição, estrutura e evolução geológica da terra e do nosso satélite. Também explica a origem da revolução axial da terra e a distribuição existente dos momentos cinéticos entre a terra e a lua.

em nossa crença, uma grande dificuldade para a construção de uma teoria adequada da origem da Lua é o seu empobrecimento drástico nos elementos de ferro, siderófilo e calcofílico. A julgar pela densidade média da lua (pL = 3,34 g/cm3), ela não contém mais de 5% da fase ferro–níquel (Ringwood 1975a,B, 1979), ou levando em consideração a concentração média De FeO no manto lunar, apenas 13-14% da fração pesada. Isto é muito menor do que o teor médio de compostos de ferro na matéria não diferenciada dos condritos carbonáceos (22%) e especialmente na matéria terrestre (quase 37%).Tendo em conta estas diferenças, foram propostas hipóteses de origem lunar em outras áreas do Sistema Solar empobrecidas em compostos de ferro com subsequente captura pelo campo gravitacional da Terra (Alfven, 1954, 1963; Urey, 1972).

as hipóteses neste grupo têm duas desvantagens.

em primeiro lugar, a probabilidade de captura da gravidade a partir de uma órbita distante de um grande corpo cósmico como a Lua é reduzida (praticamente zero). Em segundo lugar, é impossível chegar a uma explicação sobre por que a matéria lunar é tão deficiente em ferro quando seu conteúdo nos condritos carbonáceos mais primitivos é cerca de duas vezes maior. Além disso, os condritos carbonáceos são ricos em elementos voláteis e muito móveis, enquanto a Lua é drasticamente empobrecida neles.

uma dificuldade em explicar a captura pela terra de um grande satélite de uma área distante do Sistema Solar resultou na formação de outro grupo de hipóteses. Agora, a lua emergiu na área de formação da terra e fez junto com ela um sistema de planeta duplo.

a maioria das hipóteses desenvolvidas é a de Ruskol (1960-1975). Uma hipótese similar foi sugerida por Harris e Kaula (1975). Propõe a acreção conjunta da terra e da lua que começou no momento em que a terra tinha apenas 0,1 da sua massa atual. De acordo com estas hipóteses, a Lua estava se formando durante uma grande parte de seu crescimento a uma distância de cerca de 10 raios terrestres.Estas hipóteses postulam o surgimento de nossos planetas a partir de um único reservatório de matéria protoplanetária. Mas eles também foram incapazes de explicar a deficiência na Lua de ferro e elementos siderófilos, bem como um alto grau de diferenciação da matéria lunar e valores “tornádicos” de rácios do chumbo radiogênico para o 204Pb primário. Além disso, esses modelos foram baseados na suposição de que a revolução axial da Terra existiu desde o seu início e agiu na mesma direção que a revolução satélite, mas na velocidade angular da própria revolução excedendo a velocidade axial da revolução orbital do satélite.

de interesse é a hipótese de Gerstenkorn (1967) da captura da lua e subsequente evolução das marés de sua órbita. Durante esta evolução, a lua aproximou-se do limite de Roche, ou seja, a distância mais próxima do satélite para a central (a uma distância mais próxima um satélite massivo seria destruído pelo campo de gravidade do planeta). Sob este conceito também, a lua permaneceu inalterada desde o seu nascimento até os nossos dias, de modo que não havia explicação para a origem da deficiência de ferro existente na matéria lunar. Além disso, os cálculos do Gerstenkorn têm alguns erros. A hipótese de Hannes e Alvén (1963) descreve a lua como um satélite capturado pela terra na órbita próxima ao limite de Roche. A órbita atual formou-se através das interações de maré com a Terra.Como mencionado, a Lua é anômala em termos de seu teor de ferro. Ao mesmo tempo, os seus basaltos estão maravilhosamente próximos na sua composição aos basaltos primitivos das cristas oceânicas médias da Terra. Os dados dos isótopos de oxigênio também suportam as origens consanguíneas da lua e da terra e uma origem diferente dos meteoritos carbonáceos e condritos regulares. Com base nisso, Ringwood (1975a,B, 1979) foi capaz de mostrar de forma convincente a afinidade geoquímica da matéria lunar com a matéria do manto da Terra. No entanto, Ringwood fez um tanto exótico, inferência a partir deste fato: logo após a sua formação e separação do núcleo denso, a Terra girou rapidamente e, devido a isso formada instabilidade rotacional, um grande nódulo foi arrancado de seu manto, e mais tarde se tornou a Lua.

esta é uma velha ideia que foi apresentada há cerca de cem anos por Darwin (1865), um talentoso geofísico e filho de Charles Darwin. Infelizmente, esta hipótese também estava mecanicamente errada.Ao lidar com a origem da Lua, é preciso ter em conta o grau extremo de sua diferenciação que levou à separação do ferro dos silicatos e seu empobrecimento substancial em elementos siderófilos. Tal diferenciação total da matéria pode ter ocorrido apenas dentro do corpo de um planeta bastante grande e derretido.

este é um ponto importante que não pode ser descartado. Que a Lua foi formada a partir do planeta originalmente derretido é suportado, em particular, pela composição de sua crosta anortosita espessa (até 80 km) composta principalmente de um anortita feldspato de cálcio. Tal crosta espessa só poderia ter se separado da matéria totalmente derretida de um grande corpo cósmico, três a quatro vezes maior do que a lua atual. Como foi encontrado a partir da determinação da idade anortosita lunar (Tera e Wasserburg, 1974), este processo estava ocorrendo cerca de 4,6–4,4 por volta de atrás, ou seja, durante o período próximo em termos de tempo para a formação do sistema Terra–Lua. Portanto, é plausível esperar que o corpo da lua-mãe tenha sido submetido ao tolo derretimento planetário e diferenciação antes da formação da lua propriamente dita.

é preciso levar em consideração um segundo e notável fato importante para a hipótese de origem da lua. O sistema Terra–Lua total revoluciona o momento cinético com precisão até o terceiro ponto decimal se encaixa numa situação em que o satélite e o planeta central foram posicionados à distância limite de Roche um do outro e tinham uma velocidade de rotação axial síncrona. Isso não pode ser apenas uma coincidência. Pelo contrário, é uma prova convincente da situação em que a Lua durante a sua origem estava, de facto, no limite de Roche e poderia ter sido destruída.

parece bastante plausível com base nos dados fornecidos e considerações de que a Lua é um remanescente de algum planeta maior, a Proto-Lua, que foi capturada pela terra em crescimento a partir de uma órbita adjacente (mais próxima) e destruída pelo campo de gravidade da terra no limite de Roche. Considerações semelhantes, de uma forma qualitativa, foram publicadas anteriormente por Wood e Mitler (1974) e Opik (1961). Analogamente a estas ideias, temos proposto anteriormente (Sorokhtin, 1988) uma hipótese sob a qual a Lua se formou como apenas um remanescente, a corcunda de maré de uma Proto-lua derretida e totalmente diferenciada preservada da destruição na bolha de Roche.”

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