Mercúrio: enigma resolvido das manchas escuras?

O carbono das manchas escuras não vem do espaço sideral

Esta imagem com cores aprimoradas mostra as áreas mais escuras da superfície Mercury em azul. © NASA / JHUAPL / Carnegie Institution
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Mas sem poeira de meteorito? Os dados de medição lançaram nova luz sobre as enigmáticas manchas escuras de Mercúrio. Embora eles confirmem que esse revestimento escuro é causado por um carbono excepcionalmente alto. Mas eles contradizem a tese de que a poeira do espaço é a causa desses depósitos. Em vez disso, o carbono deve vir do oceano primordial do magma do planeta, como relatam os pesquisadores na revista "Nature Geoscience".

Mercúrio oferece aos cientistas planetários vários quebra-cabeças: além de um núcleo muito grande e bordas íngremes misteriosas, essa é especialmente sua superfície estranhamente escura em grandes crateras de impacto. O estranho é que geralmente essas manchas escuras nos planetas e luas são causadas por compostos de ferro. Por exemplo, em nossa lua-de-terra, o piroxeno ferroso e outros minerais de ferro reduzem a reflexão da superfície.

Sem ferro, mas e depois?

Mas as medidas mostram que a crosta de Mercúrio contém um máximo de dois a três por cento de ferro - isso é muito pouco para explicar a superfície escura do planeta. Em março de 2015, os pesquisadores propuseram outra explicação: uma chuva constante de micrometeoritos escuros e carbonáceos poderia ser a causa - semelhante à lua Iapetus, de Saturno.

Agora, no entanto, os dados da sonda NASA MESSENGER fornecem novas pistas para a causa da "melancolia" de Mercúrio. Durante suas últimas órbitas ao redor do planeta, a sonda havia amostrado a superfície de Mercúrio a menos de 100 quilômetros com seu espectrômetro de nêutrons. Isso mede o conteúdo de energia e a velocidade dos nêutrons, que são eliminados da superfície pela radiação cósmica. Isso permite conclusões sobre a composição elementar.

A borda da cratera Poe em Mercúrio é de cor particularmente escura, como mostra esta fotografia. © NASA / JHUAPL

Grafite como um mais escuro

O resultado: a camada escura na superfície do Mercúrio praticamente não contém ferro, mas sim mais carbono. Provavelmente, isso está presente como grafite, porque suas características se ajustam melhor aos espectros medidos, como relatam os pesquisadores. Entre um e três por cento em peso a mais, o espectrômetro registrou manchas escuras em comparação com o ambiente mais brilhante. display

"Isso é incomumente alto, porque o carbono geralmente é encontrado em concentrações muito baixas: na Lua, Marte e Terra, isso é apenas cerca de 100 partes por milhão", explica o líder do estudo Patrick Peplowski, do Laboratório de Física Aplicada da Johns Hopkins. Universidade de Laurel. No entanto, os valores medidos agora concordam exatamente com as quantidades de carbono que seriam necessárias nos cálculos do modelo para escurecer a superfície de Mercúrio.

Não do espaço, mas de baixo

Os dados de medição da sonda fornecem informações valiosas sobre a origem desse excesso de carbono. Porque, como mostram, a grafite e as áreas escuras se devem principalmente a grandes crateras de impacto. No entanto, isso fala contra a hipótese do micrometeorito, como explicam os pesquisadores. Para uma chuva constante e constante de micrometeoritos frios, produziria um padrão mais suave.

Em vez disso, o material escuro parece estar abaixo da superfície de hoje e só vem à luz em alguns lugares. "O mapeamento global das áreas escuras mostra que sua origem deve estar profunda na crosta de Mercúrio, porque esses depósitos só foram promovidos por grandes impactos na superfície", explica o co-autor. Rachel Klima, da Universidade Johns Hopkins.

Relíquia do início do oceano magma?

Mas como o carbono atingiu Mercúrio se os meteoritos não estavam? A resposta de Peplowski e seus colegas é: ele sempre esteve lá. Na visão deles, esse carbono escuro é um remanescente da época em que um oceano brilhante de magma cobria o planeta.

"Quando esse oceano de magma esfriou e os minerais começaram a cristalizar, todos afundaram no derretimento, exceto pela grafite", explica Klima. “A grafite era leve demais e, portanto, acumulou-se como uma crosta no oceano magma.” Essa crosta primitiva carbonácea de Mercúrio poderia ter cerca de um bilhão de quilômetros de espessura cerca de 4, 5 bilhões de anos atrás, à medida que os pesquisadores extrapolam com base nas leituras.

Misto e coberto

No curso da história do Mercúrio, no entanto, o vulcanismo e os incontáveis ​​impactos de meteoritos garantiram que o carbono fosse misturado e coberto por outros materiais. Somente onde grandes meteoritos descobriram partes das camadas inferiores da crosta é que o material escuro surge hoje.

"Se isso confirmar, vemos a crosta original de Mercúrio, com 4, 5 bilhões de anos", diz Klima. Seu colega Peplowski acrescenta: "Se esses são realmente os restos da crosta original, então sua composição pode nos contar muitos sobre a história mais antiga de Mercúrio" (Nature Geoscience, 2016 doi: 10.1038 / ngeo2669)

(Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, 08.03.2016 - NPO)