A LUA: O SATÉLITE NATURAL DA TERRA

  A Lua é o único satélite natural da Terra e o quinto maior do Sistema Solar. É o maior satélite natural de um planeta no sistema solar em relação ao tamanho do seu corpo primário, tendo 27% do diâmetro e 60% da densidade da Terra.
  A Lua gira em torno do nosso planeta, mudando de posição a cada momento; como consequência muda também em relação aos raios do Sol. Dependendo da posição em que a Lua se encontra ao longo dos quase 28 dias de sua translação, sua parte iluminada é ora mais, ora menos visível da Terra. É por isso que, daqui, nós a enxergamos em formas e tamanhos diferentes, que chamamos de fases, das quais as mais conhecidas são: lua nova, quarto crescente, lua cheia e quarto minguante.

Paisagem da lua cheia sobre a cidade de Brasília - DF

  A Lua encontra-se em rotação sincronizada com a Terra, mostrando sempre a mesma face visível, marcada por mares vulcânicos escuros entre montanhas cristalinas e proeminentes crateras de impacto. Depois do Sol, é o objeto mais brilhante no céu.
  Desde a Antiguidade, a Lua serve como referência cultural para muitos povos, tanto na língua, quanto no calendário, na arte e na mitologia. A influência da gravidade da Lua está na origem das marés oceânicas e ao aumento do dia sideral da Terra.
  A Lua é também o único corpo celeste, além da Terra, no qual os seres humanos já pisaram.

A Lua iluminando a praia de Ponta Negra, em Natal - RN

ORIGEM E FORMAÇÃO DA LUA

   A origem da Lua se refere a qualquer das várias explicações para a formação da Lua, satélite natural da Terra. A principal teoria tem sido a hipótese do grande impacto. Há outras teorias que dizem que a Lua formou-se a partir da colisão entre planetas ou asteróides.
  Nos estados iniciais da formação do nosso planeta, um objeto com o tamanho aproximado de Marte, denominado Theia, chocou-se com a Terra, libertando matéria para a órbita terrestre e alterando o grau de inclinação do nosso planeta. Com a dimensão desse impacto, libertou-se matéria para a órbita terrestre e alterou o grau de inclinação da Terra, criando grande anel de fragmentos em volta do nosso planeta que então formou o sistema Terra-Lua.

Formação artística do impacto entre a Terra e Theia

  Os isótopos de oxigênio lunares, a princípio, são idênticos aos da Terra. As razões isotópicas, que podem ser medidas com bastante precisão, levam a uma assinatura distinta e única para cada corpo do sistema solar. Se Theia foi um protoplaneta sem separado, teria provavelmente levado a uma assinatura isotópica diferente da Terra, assim como o material ejetado.
  Novos estudos aprimoram teorias, pois mostram como Terra e Lua são muito mais parecidas como se acreditava. Prova disso é que a Lua tem a mesma composição química da Terra, e o grau de inclinação da Terra só pode ter sido resultado de uma colisão de grandes dimensões.

Lado oculto da Lua

 ESTRUTURA INTERNA DA TERRA

  A Lua é um corpo diferenciado: a sua crosta, manto e núcleo são distintos em termos geoquímicos. A Lua possui um núcleo interno sólido e rico em ferro com um raio 240 km, e um núcleo externo fluído composto essencialmente por ferro em fusão e um raio de aproximadamente 300 km. O núcleo é envolto por uma camada parcialmente em fusão, com um raio de cerca de 500 km.
  Provavelmente, essa estrutura se desenvolveu a partir da cristalização fracionada de um oceano de magma global, logo após a sua formação, há cerca de 4,5 bilhões de anos. A cristalização deste oceano de magma teria criado um manto máfico (rico em elementos químicos pesados) através de precipitação e afundamento dos minerais olivina, piroxena e ortopiroxena. Após a cristalização de cerca de três quartos do oceano de magma, formou-se a plagioclasses que permaneceram na superfície, formando a crosta.

Estrutura interna da Lua

  Os últimos líquidos a se cristalizar permaneceram entre a crosta e o manto, com elevada abundância de elementos incompatíveis e produtores de calor. Assim, o mapeamento geoquímico a partir da órbita revelou que a crosta é composta principalmente por anortosito (tipo de rocha magmática fanerítica, intrusiva e ígnea), enquanto que as amostras de rocha lunar dos rios de lava que emergiram à superfície a partir da fusão parcial do manto confirmou a composição máfica do manto, o qual é mais rico em ferro do que a Terra.

Vídeo sobre o lado oculto da Lua

GEOLOGIA DA LUA

  A topografia da Lua tem sido medida através de altimetria laser e análise estereoscópica. A  característica topográfica mais proeminente é a Bacia do Polo Sul Aitken (enorme cratera de impacto localizado no lado oculto da Lua), com cerca de 2.240 km de diâmetro, o que faz dela a maior cratera lunar e a maior cratera conhecida do Sistema Solar. Com 13 km de profundidade, a sua base é o ponto de menor altitude da Lua. Os pontos de maior altitude encontram-se a nordeste, onde alguns especialista sugerem que essa área possa ter sido formada através do próprio impacto na superfície que deu origem à bacia. As outras bacias de impacto de grande dimensão, como os mares Imbrium, Serenatis, Crisium, Smythii e Orientale, possuem pouca altitude e orlas elevadas. A face oculta da Lua tem uma altitude média de 1,9 km superior à face visível.

A Lua iluminando a Cidade do Cabo - África do Sul

Características vulcânicas
  As planícies lunares escuras e relativamente desertas, que podem ser facilmente observadas a olho nu são denominadas mares, já que na Antiguidade os astrônomos achavam que as mesmas continham água, mas que na verdade são grandes depósitos de lava basáltica. O basalto encontrado na Lua é muito abundante em ferro. A maioria das lavas foi projetada para depressões formadas por crateras de impacto, uma vez que eram regiões de menor altitude da topografia lunar. Na orla dos mares, encontram-se várias províncias geológicas com vulcões-escudo (que expelem uma enorme quantidade de lava e formam montanhas) e domo-lunares (tipo de vulcão-escudo lunar).

Topografia da Lua, tanto da face visível quanto da oculta

  Os mares encontram-se quase exclusivamente na face visível da Lua, cobrindo 31% da sua superfície, enquanto que na face oculta são raros e apenas cobrem 2% da superfície.
  A maior parte dos basaltos presentes nos mares surgiu durante erupções no período ímbrico (período de formação final da Lua), entre cerca de 3 a 3,5 bilhões de anos.
  As regiões mais claras da superfície lunar são denominadas terrae ou montanhas, uma vez que são mais elevadas do que a maior parte dos mares.
  A concentração de mares na face visível é provavelmente o reflexo de uma crosta substancialmente mais espessa nas montanhas da face oculta, as quais podem ter sido formadas durante o impacto a pouca velocidade de uma segunda lua terrestre.

A Lua iluminando o deserto do Saara

Crateras de impacto
  O outro principal processo geológico que afetou a superfície lunar foi a formação de crateras de impacto em consequência da colisão de asteroides e cometas com a superfície lunar. Estima-se que só na face visível existam trezentas mil crateras com diâmetro superior a 1 km. Algumas são batizadas em homenagem a investigadores, cientistas e exploradores.
  A escala de tempo geológico lunar baseia-se nos principais eventos de impacto, como o nectárico (3,85 a 3,92 bilhões de anos), o ímbrico (3,85 a 3,80 bilhões de anos) ou o Mare Orientale, estruturas caracterizadas por vários anéis de material envolto, geralmente com centenas ou dezenas de quilômetros de diâmetros e associadas a uma gama diversa de depósito de material projetado que formam um horizonte estratigráfico regional.
  A ausência de atmosfera, meteorologia e processos geológicos recentes significa que muitas destas crateras se encontram perfeitamente preservadas.

Cratera lunar Daedalus, no lado oculto da Lua

  A crosta lunar é revestida por uma superfície de rocha pulverizada denominada regolito, formada por processos de impacto. O regolito mais fino, o solo lunar de dióxido de silício, tem uma textura semelhante à neve e odor semelhante à pólvora usada. O regolito das superfícies mais antigas é geralmente mais espesso que o das superfícies mais jovens, variando entre 10  a 20 metros nas terras altas e 3 a 5 metros nos mares. Por baixo da camada de regolito encontra-se o megaregolito, uma camada de rocha matriz bastante fraturada com vários quilômetros de espessura.

A Lua iluminando a Torre Eiffel, em Paris - França

Presença de água
  Não é possível ocorrer água em estado líquido na superfície lunar pois, quando exposta à radiação solar, a água decompõe-se rapidamente através de um processo denominado fotólise, evaporando-se de forma bastante rápida. Porém, desde a década de 1960 os cientistas vêm levantando a hipótese de existir depósitos de água sólida na Lua. O gelo teria origem em impactos de cometas ou possivelmente produzido através da reação entre rochas lunares ricas em oxigênio e hidrogênio do vento solar, deixando vestígios de água que poderiam ter sobrevivido nas crateras frias e sem luz dos polos lunares.

Composição de imagens do polo sul lunar obtida pela sonda Clementine

Campo gravitacional
  O campo gravitacional da Lua tem sido medido através do efeito Doppler de sinais de rádio emitidos a partir de veículos em órbita. As principais características da gravidade lunar são concentrações de massa, anomalias gravitacionais positivas de grande dimensão, associadas a algumas das maiores bacias de impacto, causadas em parte pelos densos depósitos basálticos que preenchem estas crateras. Estas anomalias influenciam significativamente a órbita de veículos em torno da Lua.

Aceleração gravitacional na superfície da Lua: à direita a face oculta

Órbita
  A Lua descreve uma órbita completa em torno da Terra e em relação às estrelas fixas cerca de uma vez a cada 27,3 dias - que é o período sideral da Lua.
  Como o período de movimento de translação é realizado simultaneamente com a translação da Terra, o ciclo de fases da Lua dura, aproximadamente, 29 dias e meio.

Esquema das fases da Lua

  São quatro as fases da Lua:

• Lua nova: a fase da lua nova ou novilúnio ocorre quando a Lua está praticamente entre o Sol e a Terra, numa posição chamada conjunção. Para o observador da Terra, a Lua não é visível no céu, pois sua parte iluminada pelo Sol está do lado oposto a Terra. Na primeira noite depois da lua nova, a parte da Lua torna-se visível no início da noite, próximo do poente. Ela aparece no céu com a forma de uma foice. É o início do conjunto de fases crescentes da Lua.
• Quarto crescente: a cada noite, a parte iluminada pelo Sol torna-se maior até que, cerca de sete noites após a lua nova, a Lua está em quadratura; ela surge no céu com metade iluminada e metade escura; é a fase do quarto crescente.
• Lua cheia: cerca de uma semana depois, a Lua está na direção oposta à do Sol, em relação a Terra; isto é: está em oposição. Logo que o Sol desaparece no poente, a Lua aparece toda iluminada e brilhante no céu: é a fase da lua cheia ou plenilúnio. Nessa posição, a luz solar atinge diretamente a face da Lua que está voltada para a Terra.
• Quarto minguante: nas noites seguintes, ocorrem a fase minguante da Lua. A parte iluminada do satélite vai diminuindo até que, cerca de sete dias após o plenilúnio, a Lua fica novamente em quadratura e entra no quarto minguante. Nessa fase, o disco lunar parece de novo cortado ao meio. Sete dias depois da quadratura volta a ocorrer a lua nova e inicia-se um novo ciclo de fases, que se repete todo mês.

 Vídeo sobre as fases da Lua

  Os períodos  entre as quatro fases mais conhecidas da Lua, cada qual com cerca de sete dias, coincidem com as semanas. Por sua vez, o período entre duas luas novas - denominado lunação e que corresponde a 29 dias, 12 horas e 44 minutos - serviu de base para o estabelecimento dos meses do ano. A lunação não coincide com o tempo de uma volta da Lua ao redor da Terra, que é de 27 dias, 7 horas e 43 minutos, porque o nosso planeta não está imóvel, mas em movimento em volta do Sol, levando consigo o seu satélite natural.

  Antes da elaboração do calendário juliano e posterior do calendário gregoriano, os povos antigos utilizavam as fases da Lua como calendário: era o chamado calendário lunar. Esse tipo de calendário era usado pelos chineses e até mesmo a Bíblia já retratava esse tipo de calendário.

Calendário judaico

INFLUÊNCIA DA LUA SOBRE AS MARÉS

  A Lua exerce influência nas marés. Isso acontece da seguinte forma: a Terra tem seu próprio campo gravitacional, o que mantém tudo em seu devido lugar. Há, entretanto, outras forças presentes no Universo que influenciam diretamente a gravidade na Terra. É o caso da Lua. Como esse satélite tem também o seu próprio campo gravitacional, ela também atrai para si o que está ao seu redor. Dessa forma, a Terra e a Lua têm uma atração em comum: uma atrai a outra.
  Como a água presente na superfície é líquida, e por isso instável e maleável, ela acaba sendo atraída pela Lua com mais facilidade, gerando um movimento vertical de vaivém, o que provoca as marés.

Vídeo sobre a influência da Lua sobre as marés

  Em razão dessa influência exercida nas marés, muitas pessoas acreditam que a Lua influencia também os seres vivos. Desde os tempos antigos, agricultores - principalmente os que cultivam verduras, hortaliças e frutas - realizam certas ações, como semeaduras, transplante de mudas, etc., obedecendo às fases da Lua. Além dessas influências, a Lua também nos auxilia na orientação espacial.
  As marés oceânicas são ainda amplificadas por outros efeitos: a fricção do manto oceânico, a inércia do movimento da água, o estreitamento das bacias oceânicas perto de terra e oscilações entre diferentes bacias oceânicas. A atração gravitacional do Sol nos oceanos da Terra é de cerca de metade da Lua, sendo a interação entre ambas a responsável pela mudança das marés.

Lua cheia no deserto do Novo México - Estados Unidos

OS ECLIPSES

  Os eclipses ocorrem apenas quando o Sol, a Terra e a Lua se encontram alinhados. Os eclipses solares ocorrem durante a lua nova, quando a Lua está entre o Sol e a Terra. Por outro lado, os eclipses lunares ocorrem durante a lua cheia, quando a Terra se encontra entre o Sol e a Lua.
  O tamanho aparente da Lua é aproximadamente o mesmo do Sol, quando ambos são observados a aproximadamente meio ângulo de largura. O Sol é muito maior que a Lua, mas é precisamente esse maior afastamento que por coincidência faz com que tenha o mesmo tamanho aparente da Lua, muito mais próxima e mais pequena. As variações entre o tamanho aparente, devido às órbitas não circulares, são também muito coincidentes, embora ocorram em diferentes ciclos. Isto faz com que seja possível ocorrerem eclipses totais (em que a Lua aparenta ser maior que o Sol) e eclipses solares anulares (em que a Lua aparenta ser menor do que o Sol).

Esquema de um eclipse lunar

  Durante um eclipse total, a Lua cobre por completo o disco solar e a coroa solar torna-se visível a olho nu. Uma vez que a distância entre a Lua e a Terra aumentam muito devagar ao longo do tempo, o diâmetro angular da Lua também está a diminuir. Isto significa que há centena de milhões de anos a Lua cobriu por completo o Sol em eclipses solares, e que não era possível ocorrerem eclipses anulares. Da mesma forma, daqui a 600 milhões de anos, a Lua deixará de cobrir o Sol por completo, e só ocorrerão eclipses anulares.
  Uma vez que a órbita da Lua em volta da Terra tem uma inclinação de cerca de 5° em relação à órbita da Terra em volta do Sol, os eclipses não ocorrem em todas as luas novas e cheias. Para ocorrer um eclipse, a Lua deve estar perto da intersecção dos dois planos orbitais. O intervalo de tempo e recorrência dos eclipses é descrito no ciclo de Saros (a série Saros surgiram na Babilônia e possuem 70 eclipses cada), que tem uma duração de dezoito anos.

Esquema de um eclipse solar

  Uma vez que a Lua bloqueia permanentemente a nossa visão de uma área circular do céu com meio grau de diâmetro, o fenômeno relacionado de ocultação ocorre quando uma estrela ou planeta brilhante passam perto da Lua e são ocultados. Desta forma, um eclipse solar é uma ocultação do Sol. Como a Lua se encontra relativamente perto da Terra, a ocultação de estrelas individuais não é visível de todos os pontos do planeta, nem ao mesmo tempo. Devido à precessão da órbita lunar, em cada ano são ocultadas estrelas diferentes.

Vídeo sobre eclipses

FONTE: Moreira, Igor. Mundo da geografia: 6° ano / Igor Moreira; ilustrações Antônio Éder ... [et al.]. Curitiba: Positivo, 2012.