Campo magnético da Terra canaliza partículas atmosféricas para a Lua há bilhões de anos

Campo magnético da Terra deixou de ser visto apenas como um escudo contra o vento solar e passou a ser entendido, graças a um estudo da Universidade de Rochester, como um corredor cósmico que leva partículas da alta atmosfera terrestre até a superfície da Lua de forma contínua, há bilhões de anos.

Publicado na revista Nature Communications Earth and Environment, o trabalho empregou modelagens computacionais para explicar por que o regolito lunar contém voláteis — especialmente nitrogênio e água — em quantidades que não podem ser justificadas somente pela interação com o vento solar. Os resultados indicam que o processo de transferência ocorre com maior eficiência quando a magnetosfera terrestre está ativa, revertendo a hipótese anterior de que tal transporte seria possível apenas antes da formação do campo.

O que o estudo revela sobre o campo magnético da Terra e a Lua

A investigação parte de seis perguntas fundamentais do jornalismo: quem, o quê, quando, onde, como e porquê. O “quem” é a equipe de físicos planetários da Universidade de Rochester; o “o quê” é a identificação do campo terrestre como canal de partículas; o “quando” abrange um intervalo de bilhões de anos; o “onde” envolve a região que se estende da alta atmosfera terrestre até o solo lunar; o “como” ocorre por meio de linhas de campo magnético que ultrapassam a órbita lunar; e o “porquê” decorre da interação entre vento solar, partículas carregadas e magnetosfera.

Até agora, prevalecia a visão de que a magnetosfera agia unicamente como barreira, evitando a perda de gases cruciais para a vida. A nova evidência aponta que o mesmo mecanismo que protege também encaminha, em ritmo lento, átomos e moléculas para fora do sistema terrestre, proporcionando um fluxo regular de material volátil ao satélite natural.

Como o campo magnético da Terra conduz partículas até a órbita lunar

Os pesquisadores montaram dois cenários de simulação para testar a hipótese. No primeiro, uma Terra primitiva sem magnetosfera. No segundo, a Terra atual, com seu campo intenso. Em ambos os casos, o vento solar interage com partículas da atmosfera superior, mas os resultados divergem de forma marcante.

Sem o campo, parte dos gases escapa de maneira difusa para o espaço profundo, sem direção preferencial nem velocidade suficiente para alcançar a Lua de forma significativa. Com o campo ativo, as linhas magnéticas estendem-se como longos túneis que se curvam e, em alguns pontos, interceptam a órbita lunar. Nesse trajeto, prótons, íons de oxigênio, nitrogênio e fragmentos contendo hidrogênio são acelerados e guiados até colidirem com o regolito.

Os modelos calculam ainda a eficiência do transporte: a quantidade total de material depositado é maior quando a magnetosfera atua em conjunto com o vento solar, pois a aceleração magnética compensa as perdas na trajetória. Dessa forma, cada passagem orbital da Lua oferece oportunidade para novo aporte de voláteis.

Regolito lunar registra a história do campo magnético da Terra

A pista que motivou o estudo veio das amostras trazidas pelas missões Apollo. Análises laboratoriais identificaram concentrações de nitrogênio e de água que superavam previsões baseadas apenas na colisão de partículas solares. Sem uma explicação convincente, surgira a teoria de que esses elementos teriam chegado à Lua num período remoto, quando a Terra ainda não possuía um campo de proteção bem estruturado.

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Imagem: arte.inteligente

Com as novas simulações, esse enigma se resolve. O regolito, camada de solo pulverizado pela ação de micrometeoritos, tornou-se um arquivo estratificado do conteúdo químico da atmosfera terrestre. Cada geração de partículas depositadas forma uma sequência cronológica que os cientistas poderão ler da mesma forma que se interpretam anéis de árvores ou camadas de gelo na Antártida. Assim, a Lua preserva pistas sobre a evolução do clima, a presença de oceanos e a química que favoreceu a emergência da vida no planeta.

Recursos estratégicos: nitrogênio e água disponíveis para missões futuras

A descoberta traz ganhos práticos diretos para programas de exploração tripulada. Nitrogênio é essencial para atmosferas artificiais em bases habitadas, enquanto a água serve para consumo, produção de oxigênio e geração de combustível por eletrólise. Saber que esses voláteis são continuamente depositados amplia o potencial de abastecimento in situ e reduz a dependência de envios da Terra, que elevam o custo operacional de qualquer instalação lunar.

Além disso, a confirmação de que o transporte ainda está ativo sugere que camadas superficiais do regolito, relativamente fáceis de escavar, podem conter volumes suficientes para os primeiros módulos de habitação. Isso influencia decisões de localização de bases, escolha de instrumentos de prospecção e desenho de sistemas de processamento de solo.

Extensão do fenômeno a Marte e a outros corpos planetários

O artigo observa que Marte, em passado distante, exibiu magnetosfera significativa e atmosfera mais espessa. A mesma dinâmica de linhas de campo que interceptam luas ou anéis poderia ter operado ali, transportando voláteis para Fobos e Deimos antes do enfraquecimento do dínamo marciano. Estudar esses satélites pode, portanto, oferecer pistas sobre a cronologia da perda atmosférica de Marte, ajudando a reconstruir condições de habitabilidade pretéritas.

Em escala mais ampla, a compreensão de como campos magnéticos canalizam materiais atmosféricos informa modelos de evolução de exoplanetas. Ao avaliar assinaturas químicas em superfícies ou atmosferas vizinhas, astrônomos poderão inferir a presença de dínamos internos e avaliar o potencial de ambientes habitáveis em mundos além do Sistema Solar.

Próximos passos da pesquisa sobre o regolito lunar

O estudo financiado em parte pela NASA indica a importância de missões que coletem amostras de diferentes profundidades e regiões do solo lunar. Camadas mais antigas podem guardar registros de períodos críticos, como a oxigenação da Terra primitiva. A comunidade científica aguarda, portanto, o avanço de programas de retorno de amostras planejados para a próxima década, que permitirão testar diretamente as previsões das simulações e quantificar a taxa de deposição guiada pelo campo magnético da Terra.

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Olá! Meu nome é Zaira Silva e sou apaixonada por tornar a vida mais leve, prática e organizada — especialmente depois que me tornei mãe.
Criei o Organiza Simples como um cantinho acolhedor para compartilhar tudo o que aprendi (e continuo aprendendo!) sobre organização da casa, da rotina e da mente, sem fórmulas impossíveis ou metas inalcançáveis.