Los investigadores trazan el orígen de Mercurio y encuentran igual composición que la de un raro meteorito

Los experimentos muestran que el planeta se enfrió dramáticamente en un período de 500 millones de años.

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Imagen tomada por la nave MESSENGER durante el sobrevuelo de Mercurio del 14 de Enero del 2008, mostrando a Mercurio en plena fase creciente.
Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Hace alrrededor de 4.6 mil millones de años atrás, el Sistema Solar era un caos de gases en colapso y partículas en rotación. Pequeñas partículas de polvo y gas se aglomeraron formando meteoroides más grandes y masivos que a su vez chocaron entre sí y se agregaron hasta formar los planetas. Los científicos creen que poco después de su formación, estos planetas y en particular Mercurio, eran esferas rojizas de material fundido, que se enfriaron durante millones de años.

Ahora,los geólogos de MIT han trazado parte de la historia del enfriamiento de Mercurio y encontrado que entre 4.2 y 3.7 mil millones de años atrás, muy pronto después de la formación del planeta, su temperatura interior se desplomó a alres de 240ºCelsius o 460º Fahrenheit.
Ellos también determinaron basados en este rápido enfriamiento y en la composición de los depósitos de lava superficiales de Mercurio, que el planeta probablemente tenía la composición de una condrita estatita, un tipo de meterito extremadamente raro aquí en la TIerra.
Timothy Grove, profesor de la Cátedra Cecil e Ida Green de Geología del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias de MIT dijo que la nueva información del pasado de Mercurio es de interés para trazar la formación temprana de la Tierra.
“Estamos ahora aquí con 4.5 mil millones de años de evolución planetaria y debido a que la Tierra tiene un interior tan dinámico, y también debido al agua que se ha preservado (se refiere al volcanismo),  su pasado fue barrido,” dijo Grove. “En planetas como Mercurio el volcanismo temprano es mucho más dramático y, una vez que el planeta se enfrió no hubo procesos volcánicos posteriores que borraran la historia temprana. Este es el primer lugar del cual tenemos hoy una estimación de que tan rápido se enfrió el interior durante la fase temprana de la historia de un planeta.”
Grove y sus colegas, incluyendo investigadores de la Universidad de Hanover en Alemania, la Universidad de Lieja en Bélgica y la Universidad de Bayreuth en Alemania han publicado sus resultados en “Earth and Planetary Science Letters”.
Composiciones en los cráteres. 
Para los anáslisis, el equipo utilizó los datos recolectados por la nave espacial MESSENGER de la NASA. La sonda MErcury Surface ENvirnment, GEochemistry, and Ranging (MESSENGER) orbitó Mercurio entre el 2011 y el 2015, recolectando medidas de la composición química del planeta en cada sobrevuelo. Durante la misión, la  MESSENGER produjo imágenes que revelaron depósitos de lava de 1 kilómetro de espesor cubriendo completamente la superficie del planeta.
Un espectrómetro de rayos X a bordo de la nave midió la radiación de rayos X de la superficie del planeta, producida por fulguraciones solares, para determinar la composición química de más de 5800 depósitos de lava en la superficie de Merurio.
Olivier Namur, de la Universidad de Hanover y coautor del trabajo junto con Grove, recalculó las composiciones de todas las 5800 ubicaciones y correlacionó cada composición con el tipo de terreno donde fue encontrada, desde regiones altamente craterizadas hasta otras menos impactadas. La densidad de cráteres de una región puede decirnos algo acerca de la edad de esa región: cuanto mayor sea el número de cráteres, más edad tiene la región y viceversa. Los investigadores fueron capaces de relacionar la composición de la lava en Mercurio con la edad, y encontraron que antiguos depósitos de cerca de 4.2 mil millones de años de edad contienen elementos que son muy diferentes que los que se encuentran en los depósitos más jóvenes con una edad estimada de 3.7 mil millones de años.
” Para todos los planetas es cierto que terrenos de diferente edad tienen composiones químicas diferentes, porque las cosas están cambiando dentro del planeta”, dijo Grove. ¿Por qué son ellos tan diferentes? Eso es lo que estamos tratando de comprender.
Una roca rara, a 10 desviaciones estándard. 
Para contestar esta pregunta, Grove intentó retrazar el camino seguido or un depósito de lava, desde el momento que estaba fundido en el interior del planeta hasta el momento en que finalmente fue eruptado a la superficie de Mercurio.
Para hacer esto, comenzó recreando en el laboratoio los depósitos de lava de Mercurio.  A partir de los datos recolectados por la MESSENGER de las composiciones de las  5800 ubicaciones, Grove selecionó dos extremos: uno representando los depósitos de lava más antiguos y el otro  correspondiente a los depósitos más jóvenes. El y su equipo convirtieron los cocientes de elementos presentes en los bloques químicos constructivos que constituyen la roca, entonces siguieron esta receta para recrear las rocas sintéticas representantes de cada depósito de lava.
El equipo fundió las rocas sintéticas en un horno para simular el momento en el tiempo cuando los depósitos eran lava, no solidificada todavía como roca. Entonces los investigadores  llevaron hacia arriba y hacia abajo la temperatura y la presión del horno para ir hacia atrás en el tiempo, simulando las erupciones de lava desde lo profundo del planeta hacia la superficie, en reversa.
Durante estos experimentos el equipo buscó diminutos cristales formándose en las muestras fundidas, representando el momento en que la muestra pasa de lava a roca. Esta representa la etapa en la cual comienza la fusión en el núcleo sólido del planeta , formando un material fundido que se derrama alrrededor del manto de Mercurio antes de que se produzca su erupción a la superficie.
El equipo encontró una sorpredente disparidad en dos muestras. La roca más antigua se fundió a más profundidad en el planeta, a unos 360 km y altas temperaturas, que alcanzaron los 1650ºC, mientras que la roca más joven se fundió a bastante  menor profundidad, a unos 160 km  y a 1410ºC. Los 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  intervalo de tiempo de 500 millones de años, pequeño en términos geológicos.
“Mercurio ha tenido una gran variación de temperatura en un período de tiempo bastante corto y registró un proceso de fusión sorprendente” dijo Grove.
Los investigadores determinaron las composiciones químicas de los diminutos cristales que se formaron en cada muestra, para identificar el material original que debe haber constituido el interior de Mercurio antes que se fundiera y fuese eruptado a la superficie. Ellos encontraron  que el material que mejor lo representa es una condrita tipo estatita, una forma de meteorito extremadamente rara, que se piensa constituye el 2% de los meteoritos que caen en la Tierra.
“Nosotros ahora sabemos que algo como la estatita fue el material inicial de Mercurio, lo cual es sorprendente, porque ellas están a 10 desviaciones satándard de todas las otras condritas.” dijo Grove.
Este es un trabajo muy significativo que sintetiza observaciones geológicas, cronológicas y geoquímicas de la recientemente completada misión MESSENGER acerca de la naturaleza de las unidades volcánicas en la superficie de Mercurio, y conecta a éstos con los resultados petrológicos experimentales y de modelado” dice James Head, profesor de Ciencias Geológicas en la Universidad Brown. “Se obtienen conclusiones muy importantes acerca de la profundidad  y el significado del proceso de fusión. en el manto de Mercurio, y cómo cambia rápidamente con el tiempo. Estos resultados nos proporcionan una nueva comprensión sobre la manera en que el manto se funde y proveen una explicación lógica de la naturaleza y ocurrencia en el tiempo de las unidades volcánicas en Mercurio.”
Grove advierte que los resultados no están grabados en piedra y que Mercurio puede haber tenido una acumulación de otros tipos de materiales iniciales. Conocer esto requiriría una muestra tomada de la superficie.
“El siguiente paso que nos ayudaría a entender más a Mercurio es tener un meteorito de Mercurio que podamos estudiar,” dijo Grove.  “Eso sería muy deseable.”
Esta investigación fue financiada en parte por la NASA.
Fuente: MIT.         Artículo original: “Researchers trace Mercury’s origins to rare meteorite“.
Selección y traducción del artículo: Equipo de Redacción Web de la AAA.
Los artículos relacionados , imágenes, links y videos fueron proporcionados por el Equipo de la Biblioteca Electrónica de la AAA.
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