Hace alrededor de 4.600 millones de años, nuestro sistema solar era un caos de gas colapsando y escombros que giraban. Pequeñas partículas de gas y polvo se agruparon en meteoritos más grandes y masivos que a su vez se unieron para formar planetas. Los científicos creen que poco despuésformación, estos planetas, y particularmente Mercurio, eran esferas ardientes de material fundido, que se enfriaron durante millones de años.
Ahora, los geólogos del MIT han rastreado parte de la historia de enfriamiento de Mercurio y descubrieron que entre 4,2 y 3,7 mil millones de años, poco después de que se formó el planeta, sus temperaturas interiores cayeron en 240 grados Celsius, o 464 grados Fahrenheit.
También determinaron, en base a esta velocidad de enfriamiento rápido y la composición de los depósitos de lava en la superficie de Mercurio, que el planeta probablemente tenga la composición de una condrita enstatita, un tipo de meteorito que es extremadamente raro aquí en la Tierra.
Timothy Grove, profesor de geología de Cecil e Ida Green en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, dice que la nueva información sobre el pasado de Mercurio es de interés para rastrear la formación temprana de la Tierra.
"Aquí estamos hoy, con 4.500 millones de años de evolución planetaria, y debido a que la Tierra tiene un interior tan dinámico, debido al agua que hemos preservado en el planeta, [el vulcanismo] acaba con su pasado", dice Grove. "En planetas como Mercurio, el volcanismo temprano es mucho más dramático, y [una vez] que se enfriaron no hubo procesos volcánicos posteriores para borrar la historia temprana. Este es el primer lugar donde realmente tenemos una estimación de qué tan rápido el interiorenfriado durante una parte temprana de la historia de un planeta "
Grove y sus colegas, incluidos investigadores de la Universidad de Hannover, en Alemania; la Universidad de Lieja, en Bélgica; y la Universidad de Bayreuth, en Alemania, han publicado sus resultados en Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria .
Composiciones en cráteres
Para su análisis, el equipo utilizó datos recopilados por la nave espacial MESSENGER de la NASA. La sonda MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging MESSENGER orbitó Mercury entre 2011 y 2015, recolectando mediciones de la composición química del planeta con cada sobrevuelo.En su misión, MESSENGER produjo imágenes que revelaron depósitos de lava de un kilómetro de espesor que cubren toda la superficie del planeta.
Un espectrómetro de rayos X a bordo de la nave espacial midió la radiación de rayos X de la superficie del planeta, producida por las erupciones solares en el sol, para determinar la composición química de más de 5.800 depósitos de lava en la superficie de Mercurio.
El coautor de Grove, Olivier Namur, de la Universidad de Hannover, recalculó las composiciones de la superficie de las 5.800 ubicaciones, y correlacionó cada composición con el tipo de terreno en el que se encontró, desde regiones con grandes cráteres hasta aquellas que fueron menos impactadas.La densidad de los cráteres de una región puede decir algo sobre la edad de esa región: cuantos más cráteres hay, más antigua es la superficie y viceversa. Los investigadores pudieron correlacionar la composición de lava de Mercurio con la edad y descubrieron que los depósitos más viejos, alrededor de 4.200 millonesaños, contenía elementos que eran muy diferentes de los depósitos más jóvenes que se estimaron en 3.700 millones de años.
"Es cierto en todos los planetas que diferentes terrenos de edad tienen diferentes composiciones químicas porque las cosas están cambiando dentro del planeta", dice Grove. "¿Por qué son tan diferentes? Eso es lo que estamos tratando de resolver".
Una roca rara, a 10 desviaciones estándar de distancia
Para responder a esa pregunta, Grove intentó volver sobre el camino de un depósito de lava, desde el momento en que se derritió dentro del planeta hasta el momento en que finalmente estalló en la superficie de Mercurio.
Para hacer esto, comenzó recreando los depósitos de lava de Mercurio en el laboratorio. De los 5.800 puntos de datos de composición del MENSAJERO, Grove seleccionó dos extremos: uno que representa los depósitos de lava más antiguos y otro de los depósitos más jóvenes. Él y su equipo convirtieron los depósitos de lava'proporciones de elementos en los bloques de construcción químicos que forman la roca, luego siguió esta receta para crear rocas sintéticas que representan cada depósito de lava.
El equipo derritió las rocas sintéticas en un horno para simular el punto en el tiempo en que los depósitos eran lava y aún no se solidificaron como roca. Luego, los investigadores marcaron la temperatura y la presión del horno hacia arriba y hacia abajo para hacer retroceder efectivamente elreloj, simulando la erupción de la lava desde las profundidades del planeta hasta la superficie, a la inversa.
A lo largo de estos experimentos, el equipo buscó pequeños cristales que se forman en cada muestra fundida, que representan el punto en el que la muestra se convierte de lava en roca. Esto representa la etapa en la que el núcleo rocoso sólido del planeta comienza a derretirse, creando un material fundidoque se derrama en el manto de Mercurio antes de entrar en erupción en la superficie.
El equipo encontró una sorprendente disparidad en las dos muestras: la roca más antigua se derritió más profundamente en el planeta, a 360 kilómetros, y a temperaturas más altas de 1,650 C, mientras que la roca más joven se derritió a profundidades más bajas, a 160 kilómetros, y 1,410 CLos experimentos indican que el interior del planeta se enfrió dramáticamente, más de 240 grados Celsius entre 4.2 y 3.7 mil millones de años atrás, un lapso geológicamente corto de 500 millones de años.
"Mercurio ha tenido una gran variación en la temperatura en un período de tiempo bastante corto, que registra un proceso de fusión realmente sorprendente", dice Grove.
Los investigadores determinaron las composiciones químicas de los pequeños cristales que se formaron en cada muestra, con el fin de identificar el material original que pudo haber formado el interior de Mercurio antes de que se derritiera y estallara en la superficie. Encontraron que el fósforo más cercano era un enstatiteCondrita, una forma extremadamente rara de meteorito que se cree que constituye solo alrededor del 2 por ciento de los meteoritos que caen a la Tierra.
"Ahora sabemos que algo como una condrita enstatita fue el material de partida para Mercurio, lo cual es sorprendente, porque están a unas 10 desviaciones estándar de todas las demás condritas", dice Grove.
Grove advierte que los resultados del grupo no están escritos en piedra y que Mercurio puede haber sido una acumulación de otros tipos de materiales de partida. Para saber esto se requeriría una muestra real de la superficie del planeta.
"Lo siguiente que realmente nos ayudaría a avanzar en nuestra comprensión de Mercurio es tener un meteorito de Mercurio que podamos estudiar", dice Grove. "Eso sería maravilloso".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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