A nossa Lua está a afastar-se. Eis o que poderá acontecer.

A Lua está a afastar-se da Terra cerca de 3,8 centímetros por ano.

Os cientistas calculam a distância até à Lua com enorme rigor ao refletirem feixes laser em espelhos deixados na sua superfície por sondas espaciais e astronautas.

Ao medir o tempo que a luz demora a ir até à Lua e a regressar, é possível determinar com grande precisão não só a distância atual, mas também como essa distância evolui ao longo do tempo.

Ao longo de um único mês, a distância Terra–Lua não é constante, porque a Lua descreve a sua órbita em torno da Terra. Em média, a Lua está a cerca de 385 000 km da Terra, mas como a sua órbita não é um círculo perfeito, a distância varia aproximadamente 20 000 km durante cada volta. É precisamente esta variação que explica porque é que algumas luas cheias parecem ligeiramente maiores do que outras - são as chamadas superluas.

Enquanto investigador em astrofísica, interesso-me pelo movimento e pela interação de objetos como planetas, estrelas e galáxias. A dinâmica da Terra e da Lua tem várias consequências curiosas, e observar como estes movimentos se alteram com o tempo ajuda os cientistas a compreender melhor as transformações ocorridas ao longo dos 4,5 mil milhões de anos desde a formação do sistema Terra–Lua.

Forças de maré: porque é que a Lua se afasta da Terra?

Então, porque é que a Lua está a afastar-se? A explicação está nas marés.

As marés resultam de diferenças na gravidade ao longo de um corpo. A força gravitacional exercida pela Lua é cerca de 4% mais intensa no lado da Terra voltado para a Lua do que no lado oposto, porque a gravidade diminui com a distância.

Essa diferença (a chamada força de maré) faz com que os oceanos se desloquem, formando dois “bojos” de água: um apontado na direção da Lua e outro no sentido contrário. Isto acontece porque a atração da Lua sobre a Terra não tem a mesma intensidade em todos os pontos - não é uma força “média” uniforme.

Do lado mais próximo da Lua, a gravidade é mais forte e puxa a água, criando um bojo voltado para a Lua. No lado mais distante, a atração é mais fraca e surge outro bojo, que fica “para trás” em relação ao restante movimento da Terra.

À medida que a Terra roda, esses bojos deslocam-se à volta do planeta e mantêm-se, de forma geral, orientados para a Lua devido à sua atração gravitacional. Em cidades costeiras como Nova Iorque ou Los Angeles, o nível do mar pode variar cerca de 1,5 metros por causa destes bojos de maré.

No entanto, estes bojos de água não ficam perfeitamente alinhados com a Lua: acabam por ficar ligeiramente adiantados, porque a rotação da Terra arrasta as massas oceânicas. E esses bojos também exercem uma atração gravitacional de volta sobre a Lua. O bojo mais próximo não puxa apenas a Lua na direção do centro da Terra - puxa-a também um pouco para a frente na sua trajetória, como se desse um pequeno “empurrão” ao longo da órbita, semelhante ao impulso que um carro desportivo ganha ao contornar uma curva.

Essa componente de força “para a frente” faz a Lua acelerar, e isso leva a um aumento do tamanho da órbita. Pense num jogador de basebol a bater uma bola para um “home run”: se a bola sair com mais velocidade, sobe mais e percorre maior distância.

Em termos práticos, o essencial é isto: a gravidade do bojo de maré mais próximo da Lua puxa-a para a frente, o que aumenta a sua órbita. Resultado: a Lua fica um pouco mais distante da Terra. Trata-se de um efeito extremamente gradual e só é observável com clareza quando analisado como média ao longo de vários anos.

Além disso, o afastamento não acontece de forma uniforme em todos os períodos: as marés dependem da distribuição de oceanos, da forma como a energia se dissipa nos fundos marinhos e até da configuração das bacias oceânicas. Por isso, medir este fenómeno com lasers e espelhos na Lua é crucial para separar variações de curto prazo de uma tendência de longo prazo.

O aumento da distância da Lua afeta a Terra?

À medida que a órbita aumenta, a Lua ganha momento. Imagine um peso preso a um fio que está a ser rodado: quanto maior for o fio, maior é o momento do peso e mais difícil é pará-lo.

Como é a Terra que “paga o preço” por aumentar o momento orbital da Lua, a rotação da Terra abranda. Dito de outra forma: o momento orbital da Lua cresce, enquanto o momento de rotação da Terra diminui - há uma troca entre ambos. Esta troca torna o dia muito ligeiramente mais longo.

Ainda assim, não há motivo para preocupação: 3,8 cm por ano comparados com 385 000 km correspondem a apenas 0,00000001% por ano. Continuaremos a ter eclipses, marés e dias com 24 horas durante milhões de anos.

A Lua estava mais perto no passado?

No passado, os dias na Terra eram mais curtos.

A Lua terá sido formada há cerca de 4,5 mil milhões de anos, quando a jovem Terra foi atingida por um protoplaneta do tamanho aproximado de Marte, lançando uma grande quantidade de material para o espaço.

Com o tempo, esse material agregou-se e deu origem à Lua, que inicialmente estaria muito mais próxima da Terra. Nessa altura, a Lua pareceria muito maior no céu.

Ao analisarem conchas fossilizadas de bivalves e os seus padrões de crescimento diário, paleontólogos encontraram indícios de que há 70 milhões de anos - perto do final da era dos dinossauros - um dia tinha apenas 23,5 horas, exatamente como os dados astronómicos levam a prever.

O que acontecerá no futuro?

Será que, ao afastar-se, a Lua acabará por escapar à atração gravitacional da Terra?

Se avançarmos dezenas de milhares de milhões de anos, é possível que a rotação da Terra abrande até ficar sincronizada por marés com a Lua. Isso significa que a Terra demoraria a rodar sobre si própria o mesmo tempo que a Lua demora a completar uma órbita. Nesse cenário, a Lua deixaria de se afastar e seria visível apenas a partir de um lado da Terra.

No entanto, dois fatores impedem que isso aconteça. Primeiro, daqui a cerca de mil milhões de anos, o Sol ficará mais brilhante e fará com que os oceanos evaporem. Sem oceanos, deixam de existir grandes bojos de água, e o mecanismo de marés que empurra a Lua para mais longe enfraquece drasticamente. Depois, alguns milhares de milhões de anos mais tarde, o Sol expandir-se-á para uma gigante vermelha, provavelmente destruindo a Terra e a Lua.

Mesmo assim, estes acontecimentos estão tão distantes no tempo que não vale a pena preocuparmo-nos. Até lá, podemos simplesmente desfrutar das marés na praia, dos eclipses solares e da nossa bela Lua.

Stephen DiKerby, Investigador de Pós-Doutoramento em Física e Astronomia, Michigan State University

Este artigo é republicado de The Conversation ao abrigo de uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.