Os cientistas há muito que se perguntam sobre o que torna a superfície de Mercúrio tão escura, e a resposta acabou de ser descoberta: a abundância de carbono na sua superfície.
O planeta mais interior do Sistema Solar reflete muito menos luz solar do que a Lua, um corpo cuja escuridão superficial é controlada pela abundância de minerais ricos em ferro, minerais estes que são raros à superfície de Mercúrio.
Há cerca de um ano, os cientistas propuseram que o “agente de escurecimento” de Mercúrio seria o carbono gradualmente acumulado pelo impacto de cometas que viajavam até ao Sistema Solar interior.
Agora, uma equipa de investigadores liderados por Patrick Peplowski, do Laboratório de Física Aplicada da Universidade Johns Hopkins, usaram dados da missão MESSENGER para confirmar uma alta abundância de carbono à superfície de Mercúrio.
No entanto, também descobriram que, em vez de ser entregue por cometas, o carbono é provavelmente originário das profundezas do planeta, na forma de uma crosta agora perturbada e enterrada rica em grafite, alguma da qual foi mais tarde trazida até à superfície por processos de impacto depois da formação da maioria da crosta atual de Mercúrio.
Os resultados foram publicados na edição de 7 de março de 2016 da Nature Geoscience.
Larry Nittler, da Universidade de Carnegie, coautor e vice investigador principal da missão MESSENGER, explicou que “a proposta inicial da entrega de carbono pelos cometas tinha por base modelos e simulações. Apesar de termos sugestões anteriores de que o carbono pudesse ser o agente de escurecimento, não tínhamos evidências diretas”.
“Nós usámos o espectrómetro de neutrões 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, usámos neutrões e 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”, descreve o investigador.
A MESSENGER obteve os seus dados estatisticamente robustos a partir de 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 abril de 2015.
Medições repetidas pelo espectrómetro de neutrões mostraram quantidades mais elevadas de neutrões 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 determinação da quantidade de carbono presente necessitou da combinação das medições dos neutrões com outros conjuntos de dados da MESSENGER, incluindo medições em raios-X e espectros de reflectância.
Em conjunto, os dados indicam que as rochas à superfície de Mercúrio são constituídas por uma baixa percentagem [em massa] de carbono grafítico, percentagem esta muito mais elevada do que noutros planetas. A grafite tem o melhor ajuste com os espectros de reflectância, a comprimentos de onda visíveis, e as condições suscetíveis para produzir o material.
Quando Mercúrio era muito jovem, grande parte do planeta era provavelmente tão quente que havia um oceano de magma derretido. A partir de experiências laboratoriais e modelos, os cientistas sugeriram que à medida que este magma arrefecia, a maioria dos materiais que solidificava afundava. Uma exceção notável é a grafite, que teria conseguido flutuar para formar a crosta original de Mercúrio.
“A descoberta de carbono abundante à superfície sugere que podemos estar a ver remanescentes da antiga crosta original de Mercúrio misturada com rochas vulcânicas e material expelido por impactos que formam a superfície que vemos hoje”, explica Larry Nittler.
“Este resultado é uma prova do sucesso fenomenal da missão MESSENGER e contribui para uma longa lista de formas 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,” concluiu o cientista.
