Ao estudar Vênus e Marte, vizinhos da Terra no sistema solar interno, os cientistas muitas vezes confiam no que sabemos sobre o nosso próprio planeta. No entanto, isso não funciona quando se trata da superfície de Mercúrio, que tem uma crosta pobre em ferro e rica em enxofre, muito diferente da encontrada na Terra.
Felizmente, neste caso, havia outra opção sobrenatural disponível: um meteorito que caiu no Azerbaijão em 1891.
Pesquisadores da Rice University perceberam que o meteorito IndarchA composição química de Mercúrio era muito semelhante à de Mercúrio e decidiu usá-la para replicar as rochas encontradas no planeta em laboratório – ou literalmente preparar uma cópia aproximada das rochas de Mercúrio seguindo uma receita química. Mercúrio é o planeta mais “reduzido” do sistema solar, o que significa que os elementos que compõem a sua superfície rochosa estão num estado químico que ganha elétrons.
O estudo desta réplica revelou insights fascinantes sobre o papel do enxofre na criação do ambiente químico único de Mercúrio, que a equipe descreve num estudo recente publicado em Geoquímica e Cosmoquímica Acta.
“Este processo de cozimento de uma rocha pode nos mostrar o que aconteceu quimicamente dentro de Mercúrio”, disse Yishen Zhang, principal autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Rice, em um comunicado. declaração.
Minúsculo e evasivo
Sendo o menor planeta do sistema solar, o tamanho e a superfície de Mercúrio se assemelham à Lua da Terra, “marcada por muitas crateras de impacto resultantes de colisões com meteoróides e cometas”, de acordo com NASA. Dada a proximidade de Mercúrio ao Sol – e a falta de uma atmosfera para amortecer a radiação – as temperaturas no planeta podem atingir níveis extremos, variando entre 800 graus Fahrenheit (430 graus Celsius) e -290 graus Fahrenheit (-180 graus Celsius).
Isso também significa que a magnetosfera de Mercúrio é altamente propensa ao clima solar. No geral, tanto as características inatas de Mercúrio como a localização no sistema solar tornam-no um planeta difícil de investigar. Para colocar isso em perspectiva, apenas três naves espaciais até o momento foram enviados ao espaço especificamente para estudar Mercúrio, em comparação com mais de 40 para Vênus e centenas para Marte.
“Não podíamos estudar [Mercury’s] a evolução magmática utiliza suposições construídas a partir da nossa compreensão da Terra, e os dados da missão são difíceis de interpretar”, explicou Rajdeep Dasgupta, autor sénior do estudo e cientista da Terra em Rice. “Tivemos que encontrar formas de aproximar o planeta do nosso laboratório – especificamente, através do meteorito Indarch.”
A receita do rock de Mercúrio
Para o estudo, os investigadores primeiro dissecaram a composição química do Indarch, prestando muita atenção à forma como o material rochoso se comportaria sob as condições de temperatura e pressão da superfície de Mercúrio. Em seguida, eles misturaram os ingredientes químicos em um pequeno frasco de vidro e “cozinharam” o vidro em uma câmara de alta pressão e alta temperatura.
“Ao utilizar a temperatura, pressão e restrições químicas derivadas de observações e modelos de naves espaciais, recriamos condições semelhantes às de Mercúrio para compreender como os magmas se formam e evoluem ali – mesmo sem amostras diretas do planeta”, disse Zhang.
Um substituto de enxofre
A experiência culinária da equipa demonstrou o papel particular do enxofre na estranha composição química de Mercúrio. Em planetas ricos em ferro como Marte e a Terra, o enxofre gosta de se ligar ao ferro, que falta notavelmente à superfície de Mercúrio. Isto significa que o enxofre encontrará “novos parceiros de ligação”, por exemplo, “principais elementos formadores de rochas como magnésio e cálcio”, de acordo com um relatório. artigo da universidade.
Esses elementos formadores de rocha na Terra normalmente se ligam ao oxigênio, e a união cria estruturas estáveis de silicato que vemos em nosso planeta. Mas quando o enxofre substitui esse papel em Mercúrio, estruturas semelhantes tornam-se muito mais fracas e começam a derreter a temperaturas mais baixas, “assim [prolonging] atividade magmática e geração de derretimento”, segundo o artigo.
“Este é um vislumbre fascinante de como Mercúrio pode ter evoluído como planeta até à sua química superficial única dos dias de hoje”, disse Dasgupta. O novo trabalho demonstra uma abordagem elegante para analisar planetas “com base na sua própria química e processos magmáticos únicos sob condições muito diferentes”, acrescentou.
