Todos os anos, desde 1970, astrônomos, geólogos, geofísicos e vários outros especialistas se reúnem para participar da Conferência de Ciência Lunar e Planetária (LPCS). Patrocinado conjuntamente pelo Lunar and Planetary Institute (LPI) e pelo Johnson Space Center (JSC) da NASA, este evento anual é uma chance para cientistas de todo o mundo compartilharem e apresentarem as mais recentes pesquisas planetárias sobre a única lua da Terra.
Este ano, um dos maiores chamadores de atenção foram as descobertas apresentadas na terça-feira, 17 de março, por uma equipe de estudantes da Universidade de Purdue. Liderados por um estudante de graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias da universidade, o estudo que eles compartilharam indica que pode haver tubos de lava estáveis na Lua, grandes o suficiente para abrigar cidades inteiras.
Além de ser alvo de futuros estudos geológicos e geofísicos, a existência desses tubos também pode ser um benefício para futuras explorações do espaço humano. Eles argumentaram, basicamente, que túneis subterrâneos grandes e estáveis poderiam fornecer um local para assentamentos humanos, protegendo-os da radiação cósmica prejudicial e de temperaturas extremas.
Os tubos de lava são condutos naturais formados pelo fluxo de lava que se move sob a superfície como resultado de uma erupção vulcânica. À medida que a lava se move, as bordas externas esfriam, formando uma crosta endurecida em forma de canal, que é deixada para trás quando o fluxo de lava para. Há algum tempo, os cientistas lunares vêm especulando se os fluxos de lava ocorrem ou não na Lua, como evidenciado pela presença de canais sinuosos na superfície.
Rilles sinuosos são depressões estreitas na superfície lunar que se assemelham a canais e têm caminhos curvos que serpenteiam pela paisagem como um vale do rio. Atualmente, acredita-se que esses trilhos sejam restos de tubos de lava colapsados ou fluxos de lava extintos, o que é apoiado pelo fato de que eles geralmente começam no local de um vulcão extinto.
Aqueles que foram observados na Lua no passado variam em tamanho de até 10 quilômetros de largura e centenas de quilômetros de comprimento. Nesse tamanho, a existência de um tubo estável - ou seja, um que não tivesse desmoronado para formar um canal sinuoso - seria grande o suficiente para acomodar uma grande cidade.
Para o estudo, a equipe de Purdue explorou se tubos de lava da mesma escala poderiam existir no subsolo. O que eles descobriram foi que a estabilidade de um tubo de lava dependia de várias variáveis - incluindo largura, espessura do telhado e estado de estresse da lava resfriada. Os pesquisadores também modelaram tubos de lava com paredes criadas por lava colocada em uma camada grossa e com lava colocada em muitas camadas finas.
David Blair, um estudante de graduação do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias de Purdue, liderou o estudo que examinou se os tubos de lava vazios com mais de 1 km de largura poderiam permanecer estruturalmente estáveis na lua.
"Nosso trabalho é algo único, porque combinamos os talentos de pessoas de vários departamentos de Purdue", disse Blair à Space Magazine por e-mail. "Com orientação do professor Bobet (professor de engenharia civil), conseguimos incorporar um entendimento moderno da mecânica das rochas em nossos modelos de tubos de lava para ver como eles podem realmente falhar e quebrar sob a gravidade lunar".
Para o bem de suas pesquisas, a equipe construiu vários modelos de tubos de lava de diferentes tamanhos e com diferentes espessuras de telhado para testar a estabilidade. Isso consistia em verificar cada modelo para ver se previa falha em algum lugar no telhado do tubo de lava.
“O que descobrimos foi surpreendente”, continuou Blair, “na medida em que tubos de lava muito maiores são teoricamente possíveis do que se pensava anteriormente. Mesmo com um teto de apenas alguns metros de espessura, os tubos de lava com um quilômetro de largura podem permanecer em pé. A razão pela qual, porém, é um pouco menos surpreendente. O último trabalho que pudemos encontrar sobre o assunto é doApollo era, e usou uma aproximação muito mais simples da forma do tubo de lava - uma viga plana para um telhado.
O estudo a que ele se refere, "Sobre a origem dos canais sinuosos lunares", foi publicado em 1969 na revista Geologia Moderna. Nele, os professores Greeley, Oberbeck e Quaide avançaram no argumento de que a formação de rilles sinuosos estava ligada ao colapso dos tubos de fluxo de lava e que os estáveis ainda poderiam existir. Calculando para um telhado de viga plana, seu trabalho encontrou um tamanho máximo de tubo de lava de pouco menos de 400 m.
"Nossos modelos usam uma geometria mais semelhante à que é vista nos tubos de lava na Terra", disse Blair, "uma espécie de forma semi-elíptica com um teto arqueado. O fato de um telhado em arco deixar um tubo de lava maior ficar de pé faz sentido: os humanos sabem desde a antiguidade que os telhados em arco permitem que túneis ou pontes fiquem de pé com vãos mais largos. ”
O estudo de Purdue também se baseia em estudos anteriores realizados pela JAXA e NASA, onde imagens de "clarabóias" na Lua - ou seja, buracos na superfície lunar - confirmaram a presença de cavernas com pelo menos algumas dezenas de metros de diâmetro. Os dados do GRAIL - Laboratório Lunar de Recuperação da Gravidade e Interior da NASA - que mostraram grandes variações na espessura da crosta da Lua ainda estão sendo interpretados, mas também podem ser uma indicação de grandes recessos no subsolo.
Como resultado, Blair está confiante de que seu trabalho abre explicações novas e viáveis para muitos tipos diferentes de observações que foram feitas antes. Anteriormente, era insondável que grandes cavernas estáveis pudessem existir na Lua. Mas, graças ao estudo teórico de sua equipe, agora é sabido que, nas condições adequadas, é menos possível.
Outro aspecto empolgante que este trabalho são as implicações que oferece para exploração futura e até colonização na Lua. A questão da proteção contra a radiação já é grande. Dado que a Lua não tem atmosfera, os colonos e as operações agrícolas não terão proteção natural contra os raios cósmicos.
"Tubos de lava geologicamente estáveis seriam absolutamente um benefício para a exploração do espaço humano", comentou Blair. “Uma caverna como essa poderia ser um lugar realmente ideal para a construção de uma base lunar e, geralmente, para apoiar uma presença humana sustentada na Lua. Ao descer a superfície alguns metros, você de repente atenua muitos problemas ao tentar habitar a superfície lunar. ”
Basicamente, além de proteger contra a radiação, uma base subterrânea evitaria os problemas dos micrometeoritos e as mudanças extremas de temperatura comuns na superfície lunar. Além disso, os tubos de lava subterrâneos estáveis também poderiam facilitar a tarefa de pressurizar uma base para habitação humana.
“As pessoas estudaram e conversaram sobre todas essas coisas antes”, acrescentou Blair, “mas nosso trabalho mostra que esse tipo de oportunidade poderia existir potencialmente - agora precisamos apenas encontrá-las. Os seres humanos vivem em cavernas desde o início, e pode fazer sentido na Lua também! ”
Além de Melosh, Blair e Bobet, os membros da equipe incluem Loic Chappaz e Rohan Sood, estudantes de graduação da Escola de Aeronáutica e Astronáutica; Kathleen Howell, professora de Pursue Hsu Lo de engenharia aeronáutica e astronáutica; Andy M. Freed, professor associado de ciências da terra, atmosféricas e planetárias; e Colleen Milbury, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Ciências Atmosféricas e Planetárias da Terra.
