Nicolas Dauphas e sua equipe da Universidade de Chicago analisaram as rochas lunares para entender as primeiras épocas da Lua, que começou como uma bolha derretida após uma colisão no Sistema Solar primitivo. À medida que esfriava, a proto-Lua se separou em camadas, com 99% do magma solidificando e o restante formando um líquido residual chamado KREEP (potássio, elementos de terras raras e fósforo).
A equipe descobriu que o KREEP se formou cerca de 140 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar, estando presente nas rochas da missão Apollo e possivelmente em amostras da bacia do Polo Sul-Aitken, que os astronautas da Artemis vão explorar, o que sugere uma distribuição uniforme do KREEP pela superfície lunar.
Para entender o "período de resfriamento" final da Lua, os cientistas estudaram o decaimento do lutécio em háfnio nas rochas lunares. A solidificação da Lua e a formação de KREEP resultaram em menos lutécio comparado a outras rochas da mesma época.
Os cientistas mediram as proporções de lutécio e háfnio em rochas lunares e meteoritos para calcular o tempo preciso de formação do KREEP. A análise mostrou que as idades das rochas são consistentes com a formação de KREEP cerca de 4,43 bilhões de anos atrás.
A cristalização do oceano de magma lunar ocorreu enquanto embriões planetários bombardeavam a Lua — cerca de 60 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar — provavelmente devido à colisão de Theia com a Terra.
O estudo do decaimento do lutécio em háfnio nas rochas KREEP é um grande avanço na compreensão da história lunar. Amostras da bacia do Polo Sul-Aitken vão ajudar a compreender a linha do tempo do resfriamento lunar e a criação de depósitos de rochas como as planícies de basalto.
Ainda segundo os pesquisadores, essas camadas de rochas foram criadas por impactos, que geraram fluxos de lava, cobrindo menos de 20% da superfície lunar e englobando as superfícies mais antigas, há pelo menos 240 milhões de anos após o nascimento do Sistema Solar.