Assinatura química nas rochas lunares revela indícios de oxigénio na Lua antiga.

A Terra e a Lua podem parecer muito diferentes na atualidade, mas a sua formação ocorreu sob condições espaciais semelhantes.

Uma hipótese dominante para explicar esta origem comum propõe que a Terra primitiva sofreu o impacto de um corpo do tamanho de Marte. Esse choque colossal teria projetado para o espaço uma enorme quantidade de material, que acabou por se aglutinar e dar origem à Lua.

Ao contrário da Terra, porém, a Lua não tem tectónica de placas nem uma atmosfera capaz de remodelar a superfície e de reciclar, ao longo de milhares de milhões de anos, elementos como o oxigénio. Por isso, o nosso satélite natural conserva um registo geológico mais “intacto” das condições que o moldaram - um arquivo que pode ajudar os cientistas a compreender melhor o mundo onde vivemos hoje.

As rochas geradas durante a atividade vulcânica inicial na Lua funcionam como uma janela para acontecimentos de há quase 4 mil milhões de anos. Ao identificar as condições em que essas rochas se formaram, os investigadores aproximam-se de esclarecer as origens do nosso próprio planeta.

Num estudo publicado em março de 2026 na revista Comunicações da Natureza, a nossa equipa de físicos e geocientistas analisou ilmenite, um mineral constituído por ferro, titânio e oxigénio, presente numa rocha lunar cristalizada a partir de um antigo magma da Lua.

Recorrendo a microscopia eletrónica de última geração, investigámos a assinatura química do titânio nessa ilmenite e observámos algo inesperado: cerca de 15% do titânio apresenta menos carga elétrica do que a que seria previsível.

Um ponto adicional relevante é que, em geociências, pequenas variações no “estado de oxidação” de um elemento podem funcionar como um termómetro químico do ambiente em que um mineral se formou. Por isso, medir com precisão a carga do titânio na ilmenite não é apenas um detalhe: é uma forma indireta de inferir a disponibilidade de oxigénio no interior lunar no passado remoto.

O que significa encontrar titânio trivalente na ilmenite lunar

Na ilmenite, um átomo de titânio, ao ligar-se ao oxigénio, perde normalmente quatro eletrões. Esse comportamento traduz-se numa carga positiva de 4+, conhecida como número de oxidação do átomo.

No nosso caso, a amostra analisada - uma rocha recolhida durante a missão Apollo 17 - revelou que parte do titânio na ilmenite tem, na realidade, apenas 3+ de carga. A esta forma dá-se o nome de titânio trivalente.

A identificação e quantificação deste titânio trivalente confirmam uma suspeita antiga entre geólogos: uma fração do titânio na ilmenite lunar existe, de facto, num estado de carga mais baixo.

O titânio trivalente só surge quando a quantidade de oxigénio disponível para reações químicas é reduzida. Assim, a proporção de titânio trivalente na ilmenite pode servir para estimar a disponibilidade relativa de oxigénio no interior da Lua quando a rocha se formou - um momento datado de cerca de 3,8 mil milhões de anos.

Pistas para a química inicial da Lua: ilmenite, oxigénio e titânio trivalente

Até agora, a nossa equipa estudou em detalhe apenas uma rocha lunar. Ainda assim, com base em trabalhos já publicados, identificámos mais de 500 análises de ilmenite lunar onde poderá estar presente titânio trivalente.

A avaliação sistemática desse conjunto de amostras pode trazer novos dados sobre a forma como a química da Lua varia entre diferentes regiões e ao longo de distintos períodos da sua história.

Apesar de o nosso trabalho reforçar uma ligação sugerida por estudos anteriores, a relação entre titânio trivalente na ilmenite e disponibilidade de oxigénio ainda não foi quantificada com dados experimentais especificamente desenhados para esse objetivo.

Ao realizar experiências que testem diretamente essa ligação, a ilmenite poderá revelar mais pormenores sobre o interior da Lua. Além disso, esperamos que este mesmo tipo de relação seja aplicável a outros planetas e asteroides que, em comparação com a Terra, tenham pouco oxigénio quimicamente disponível.

Também vale a pena notar que este tipo de “leitura química” não serve apenas para reconstruir ambientes antigos: pode ajudar a comparar a evolução de diferentes corpos do Sistema Solar e a perceber por que razão alguns desenvolveram trajetórias geológicas e atmosféricas tão diferentes da terrestre.

Próximos passos: das amostras Apollo às missões Artemis e Chang’e-6

Estas técnicas podem ser aplicadas a muitas rochas lunares recolhidas nas missões Apollo há mais de 50 anos, bem como a futuras amostras das missões Artemis. Além disso, podem ser usadas em rochas do lado oculto da Lua, devolvidas em 2024 pela missão chinesa Chang’e-6.

Um dos membros da nossa equipa tenciona usar o seu novo laboratório experimental para investigar como a disponibilidade de oxigénio no magma influencia a abundância de titânio trivalente na ilmenite. Com experiências deste tipo - construídas a partir dos nossos resultados - poderá tornar-se possível usar a ilmenite para reconstituir a história de magmas antigos da Lua.

Acreditamos que futuros estudos de rochas lunares com métodos científicos avançados são fundamentais para revelar as condições químicas presentes na Lua antiga. Esses dados podem fornecer pistas não só sobre a história do nosso satélite, mas também sobre os capítulos mais iniciais do passado da Terra - registos que, entretanto, foram apagados do nosso planeta.

Advik D. Vira, estudante de pós-graduação em Física, Instituto de Tecnologia da Geórgia; e Emily First, professora auxiliar de Geologia, Colégio Macalester.

Este artigo foi republicado a partir de A Conversa ao abrigo de uma licença de partilha livre. Leia o artigo original.