A nossa lua tem clima?

Ao dirigir para casa de uma partida de vôlei com minha filha adolescente, percebemos a lua cheia. Eu refleti sobre o 50º aniversário da Apollo 11 esta semana. Uma leve sensação de ciúme também tomou conta de mim (sorriso) enquanto eu pensava nos fãs no show do Duran Duran no jardim de foguetes do Centro Espacial Kennedy. Embora eu tenha visto uma de minhas bandas favoritas muitas vezes, tenho certeza de que foi incrível ouvir seu setlist espacial naquele cenário e em celebração à missão Apollo. Enquanto me sacudia de um momento fugaz de inveja, decidi escrever algo sobre a lua. Como sou meteorologista e professor de ciências atmosféricas, era natural responder à pergunta: “Nossa lua tem clima?”

Para responder a essa pergunta, temos que responder a outra. Nossa lua tem uma atmosfera? É tentador dizer “não”. No entanto, uma resposta melhor é “mais ou menos”. Antes de nos aprofundarmos, é instrutivo definir “atmosfera” e descrever a estrutura atmosférica da Terra. O Glossário de Meteorologia da American Meteorological Society é um dos meus recursos favoritos. Ele define uma atmosfera como “Um envelope gasoso gravitacionalmente ligado a um planeta celestial corpo (por exemplo, um planeta, seu satélite ou uma estrela). “A atmosfera da Terra é dividida em várias camadas. Vivemos na troposfera. A maioria de nós nunca deixará a troposfera. Ela se estende por cerca de 6 a 7 milhas (~ 10 km), mas essa altura pode variar de acordo com a altitude (menor nas regiões polares) e estação (menor no inverno). Cerca de 75-80% da massa de nossa atmosfera está dentro da troposfera e a maior parte da umidade também .

Entre 7 e 31 milhas acima do solo (em média), encontramos a estratosfera. A tropopausa é a região de transição entre a troposfera e a estratosfera. A camada de ozônio, que nos protege dos nocivos ultravioleta (UV ) radiação do sol, está na estratospa aqui. É também uma camada que aumenta de temperatura com a altitude devido à absorção de UV. Chamamos isso de inversão. A mesosfera está de 30 a 51 milhas acima da superfície. Esta camada pode ter temperaturas tão baixas quanto -120 graus F de acordo com a NOAA. Entre 51 e 400 milhas está uma camada estranha chamada termosfera. As temperaturas variam de -184 graus F a vários milhares de graus F. Mesmo nessas temperaturas, nossa pele ficaria fria devido à “espessura” da atmosfera. As temperaturas muito altas são devido à alta energia cinética das moléculas, mas não seria quente porque há muito poucas colisões moleculares. Essa camada também é o lar das auroras. Se você é um astronauta, esta é também a camada em que você pode começar a sentir a sensação de falta de peso. Além da termosfera, a exosfera é encontrada. De acordo com a divisão de satélites da NOAA, esta é a localização de muitos satélites em órbita terrestre baixa. O gráfico abaixo, fornecido pela NOAA, resume as camadas e algumas coisas interessantes que acontecem dentro delas.

A Terra tem clima porque a troposfera é relativamente espessa , contém água e hospeda uma exibição complexa de interações termodinâmicas e fluidas. O que nos leva à Lua. De acordo com o site da NASA, Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer:

Estudos recentes confirmam que nossa lua realmente tem uma atmosfera que consiste em alguns gases incomuns, incluindo sódio e potássio, que não são encontrados nas atmosferas da Terra, Marte ou Vênus. É uma quantidade infinitesimal de ar quando comparada à atmosfera da Terra. Ao nível do mar na Terra, respiramos em uma atmosfera onde cada centímetro cúbico contém 10.000.000.000.000.000.000.000 de moléculas; em comparação, a atmosfera lunar tem menos de 1.000.000 de moléculas no mesmo volume. Isso ainda parece muito, mas é o que consideramos um vácuo muito bom na Terra. Na verdade, a densidade da atmosfera na superfície da lua é comparável à densidade das franjas mais externas da atmosfera da Terra, onde a Estação Espacial Internacional orbita.

Na troposfera da Terra, há principalmente nitrogênio e oxigênio, mas gases traço como dióxido de carbono e vapor de água são extremamente importantes na regulação da temperatura do nosso planeta. Uma missão da NASA chamada Experimento de Composição Atmosférica Lunar (LACE) descobriu que a atmosfera lunar também tem traços de metano, dióxido de carbono, hélio, amônia e argônio.

As temperaturas podem variar muito na lua. Tim Sharp escreveu em um artigo da Space.com:

As temperaturas na lua são extremas, variando de muito quente a um frio de congelar, dependendo de onde o sol está brilhando .Não há atmosfera significativa na lua, então ela não pode reter calor ou isolar a superfície … A lua gira em seu eixo em cerca de 27 dias. O dia em um lado da lua dura cerca de 13 dias e meio, seguido por 13 noites e meia de escuridão. Quando a luz do sol atinge a superfície da lua, a temperatura pode chegar a 260 graus Fahrenheit (127 graus Celsius). Quando o sol se põe, as temperaturas podem cair para menos 280 F (menos 173 C).

Também não há estações na Lua. Temos estações porque a Terra se inclina em um eixo em cerca de 23,5 graus. Devido à inclinação axial conforme a Terra orbita o Sol, diferentes partes do nosso Os planetas são aquecidos de forma diferente. Por esse motivo, atualmente é verão no hemisfério norte e inverno no hemisfério sul. A lua está virtualmente ereta (apenas uma inclinação de 1,54 grau) de acordo com Tim Sharp, portanto, não há praticamente nenhuma variação sazonal.

Nossa lua obviamente não tem clima como o que experimentamos na Terra. No entanto, as descobertas de gelo de água na Lua sugerem que pode haver algum tipo de “ciclo da água”. Ironicamente, estudos sugerem que a lua já teve uma atmosfera mais significativa. Um comunicado à imprensa da NASA de 2017 observou:

Pesquisa realizada pela vulcanologista planetária do Marshall Space Flight Center da NASA Debra Needham em Huntsville, Alabama, e pelo cientista planetário David Kring no O Instituto Lunar e Planetário em Houston, Texas, sugere que bilhões de anos atrás, a Lua realmente tinha uma atmosfera. A antiga atmosfera lunar era mais densa do que a atmosfera de Marte hoje e provavelmente era capaz de intemperizar rochas e produzir tempestades de vento. Talvez o mais importante, pode ser uma fonte para parte, se não toda, da água detectada na Lua.

Esta foi uma resposta prolixa à pergunta: “A nossa lua tem clima?” Espero que você tenha aprendido alguma coisa.