Cientistas da MESSENGER revelam a causa da superfície de Mercúrio ser tão escura

Esta imagem oblíqua da cratera Basho mostra o halo escuro que a circunda. O halo é composto pelo material denominado LRM (Low Reflectance Material), ou seja, Material de Baixa Reflexão, que foi escavado das profundezas quando a cratera foi formada. A região é também conhecida pelas suas crateras com raios brilhantes, que tornam a área facilmente visível mesmo de longe.Créditos: NASA/JHUAPL/Instituto Carnegie de Washington

Os cientistas há muito se perguntam sobre qual efeito tornou a superfície de Mercúrio tão escura. O planeta mais interno no Sistema Solar reflete bem menos luz solar do que a nossa Lua, um corpo cuja escuridão superficial é controlada pela abundância de minerais ricos em ferro. Sabemos que estes minerais encontrados na Lua são raros na superfície de Mercúrio.

Afinal, qual é o “agente do escurecimento” de Mercúrio?

Há cerca de um ano, os cientistas sugeriram que o tom enegrecido no solo de Mercúrio seria originado pelo carbono gradualmente acumulado pelo impacto de cometas que viajaram até ao Sistema Solar interior. Agora, os cientistas (liderados por Patrick Peplowski do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins) usaram dados da missão MESSENGER para confirmar a alta abundância de carbono sobre a superfície de Mercúrio.

No entanto, os pesquisadores também descobriram que, em vez de ter sido deixado por escombros remanescentes de cometas, o carbono é provavelmente originário das profundezas do pequeno planeta, na forma de uma crosta agora perturbada e enterrada rica em grafite, parte do qual foi mais tarde trazido à superfície por processos de impacto, depois da formação da maioria da crosta atual de Mercúrio.

Larry Nittler, coautor e investigador da missão MESSENGER, membro da Universidade de Carnegie, explicou:

A proposta anterior da entrega do carbono em Mercúrio pelos cometas tinha por base modelos e simulações. Embora tivéssemos sugestões anteriores de que o carbono pudesse ser o agente de escurecimento, ainda não tínhamos evidências diretas disso. Nós usamos o espectrômetro de nêutrons da MESSENGER para resolver espacialmente a distribuição do material mais escuro em Mercúrio e este material é provavelmente originário das profundezas da crosta. Além disso, nós tanto usamos nêutrons quanto raios-X para confirmar que o material escuro não é enriquecido em ferro, em contraste com a Lua onde os minerais ricos em ferro escurecem a superfície.

A MESSENGER obteve os seus dados robustos estatisticamente através das muitas órbitas em que a nave espacial passava a menos de 100 km da superfície do planeta durante o seu último ano de operações. Os dados usados para identificar o carbono incluíram medições recolhidas dias antes do impacto da MESSENGER em Mercúrio em 30 abril de 2015. Medições repetidas pelo espectrômetro de nêutrons mostraram quantidades mais elevadas de nêutrons de baixa energia, uma assinatura consistente com a presença de carbono elevado, proveniente da superfície quando a sonda passava por cima de concentrações do material mais escuro.

A estimativa da quantidade de carbono presente necessitou da combinação das medições dos nêutrons com outros conjuntos de dados da MESSENGER, incluindo medições em raios-X e espectros de reflexividade. Em conjunto, os dados indicam que as rochas presentes na superfície de Mercúrio são constituídas por uma baixa percentagem [em massa] de carbono grafítico, percentagem essa muito mais elevada do que em outros planetas. A grafite tem o melhor ajuste com os espectros de reflexividade, em comprimentos de onda visíveis e as condições prováveis para produzir o material.

Quando Mercúrio era muito jovem, a maior parte do planeta era provavelmente tão quente que existia um ‘oceano’ de magma derretido. A partir de experiências em laboratório e modelos, os cientistas deduziram que à medida que este magma esfriava, a maioria dos materiais que solidificava afundava na direção do núcleo. Uma exceção notável foi a grafite, que teria conseguido flutuar para formar a crosta original de Mercúrio.

Nittler concluiu:

A descoberta de carbono abundante na superfície sugere que podemos estar observando remanescentes da antiga crosta original de Mercúrio misturada com rochas vulcânicas e material expelido por impactos que formaram a superfície que vemos hoje. Este resultado é uma prova do sucesso fenomenal da missão MESSENGER e contribui para uma longa lista de maneiras pelas quais o planeta mais perto do Sol difere dos seus vizinhos planetários e fornece pistas adicionais sobre a origem e evolução inicial do Sistema Solar interior.

Os resultados da pesquisa foram publicados no artigo intitulado “Remote sensing evidence for an ancient carbon-bearing crust on Mercury” em 7 de março de 2016 na revista Nature Geoscience.

Fonte

Carnegie: MERCURY’S MYSTERIOUS “DARKNESS” REVEALED

Artigo Científico

Nature Geoscience: Remote sensing evidence for an ancient carbon-bearing crust on Mercury

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