Amostra de rocha lunar Apollo 17. (Karl Mills / Scientific Photo Arts / NASA)
Um grão nanoscópico de poeira lunar, aproximadamente da largura de um cabelo humano, agora pode ser analisado em átomos de alta resolução.
Usando uma abordagem inovadora chamada tomografia por sonda atômica (APT), pesquisadores da Universidade de Chicago dizem ter encontrado uma maneira de conservar nossa amostra limitada de rochas preciosas da Lua, reunidas durante as missões da Apollo.
"Cinqüenta anos atrás, ninguém previa que alguém analisasse uma amostra com essa técnica e usasse apenas um pouquinho de um grão", diz o geofísico Philipp Heck, da Universidade de Chicago, que também é curador do Field Museum.
"Milhares desses grãos podem estar nas luvas de um astronauta, e isso seria material suficiente para um grande estudo".
É espantoso pensar que algo tão pequeno pode conter tanta informação e muito menos que possamos acessar de alguma maneira essa biblioteca de conhecimento.
O APT, a técnica engenhosa que nos dá esse acesso, é tão sensível que pode gerar uma pequena amostra de material átomo por átomo, oferecendo aos pesquisadores uma poderosa análise 3D da fonte.
Para analisar um grão de poeira lunar com a APT, a geofísica Jennika Greer, da Universidade de Chicago, preparou uma amostra em forma de agulha com apenas algumas centenas de átomos de largura - ela esculpiu esse pequenino pequeno pilar do grão com um feixe de átomos carregados.
"Podemos usar a expressão nanocarpentrada", explica Heck. "Como um carpinteiro molda a madeira, fazemos isso em nanoescala, com minerais".
Preparando 'agulhas' para serem retiradas do grão de poeira. ( Greer et al., Meteoritics & Planetary Science, 2020 )
Então veio a parte da sonda do átomo - usando um laser, os pesquisadores eliminaram os átomos da amostra em forma de agulha, um por um, observando cada átomo voar e atingir uma placa de detecção.
Certos elementos voam da amostra em taxas diferentes, e isso permitiu que os pesquisadores analisassem a verdadeira composição e textura da amostra. Por exemplo, o ferro leva mais tempo para chegar à placa do detector do que o hidrogênio, porque é um elemento mais pesado.
Um pequeno pedaço afiado de um grão de pó da lua. (Jennika Greer / Museu do Campo)
Os autores dizem que esta é a primeira vez que conseguimos ver os tipos de átomos e sua localização exata em um minúsculo grão de solo lunar. Ainda melhor, porque eles tiraram tão pouco material do grão, a amostra original ainda está praticamente intacta e disponível para pesquisas futuras.
"Essa técnica tem uma sensibilidade e resolução tão altas que você encontra coisas que não encontraria de outra forma e apenas gasta um pouco da amostra", diz Heck.
Os resultados já convenceram a NASA a financiar três anos de estudo sobre poeira lunar, usando o APT para quantificar o conteúdo de água e o nível de intemperismo espacial .
Recentemente, pesquisadores sugeriram que a Lua possui grandes reservas de água na camada mais profunda do subsolo; e ser capaz de encontrar evidências disso nas amostras de solo que já temos seria enorme.
Ao contrário do nosso próprio planeta, a Lua não tem uma atmosfera para protegê-lo. E o espaço é um ambiente hostil, especialmente com o sol batendo nele, enviando infinitos fluxos de partículas solares e raios cósmicos de radiação.
O solo da Lua foi tão profundamente alterado por esse desgaste, o que está dentro do satélite provavelmente não corresponde ao seu exterior. Ao entender como a superfície mudou, os autores do novo estudo esperam que, de alguma forma, possamos reverter o relógio e tentar descobrir o que o solo lunar costumava ser.
No mapa 3D em nanoescala, Greer e seus colegas criaram sua amostra de poeira lunar, a equipe observa vários produtos do clima, incluindo ferro em fase de fase, hidrogênio e até uma vesícula que já foi preenchida com íons do vento solar.
"Por causa de algo assim, entendemos como é o ambiente na Lua", diz Greer .
"Vai muito além do que os astronautas podem nos dizer enquanto caminham na Lua. Este grãozinho preserva milhões de anos de história."
O estudo foi publicado na Meteoritics & Planetary Science .
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