La superficie oscura de Mercurio podría ser el vestigio de una sorprendente corteza de grafito formada en los inicios del planeta. El grafito es una forma cristalina natural del carbono puro, de color gris a negro, que compone, entre otras cosas, la mina de nuestros lápices.
Para comprender su origen, hay que remontarse a una época en la que Mercurio todavía estaba muy caliente. Gran parte de sus rocas estaba entonces fundida, formando un vasto océano de magma. El carbono presente en esta mezcla podía seguir varios caminos: permanecer en el magma, incorporarse al núcleo metálico o formar grafito.
Representación artística de la sonda MESSENGER en órbita alrededor de Mercurio.
Crédito: NASA
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Unos investigadores reprodujeron en laboratorio las condiciones que reinaban en las profundidades del joven Mercurio. Sometieron distintos materiales a fuertes presiones y a temperaturas que podían superar los 2 000 °C. Después midieron cómo se distribuía el carbono entre la roca fundida y el metal.
El resultado depende en gran medida de la cantidad de oxígeno disponible para las reacciones químicas. Mercurio se formó en un entorno muy pobre en oxígeno. En estas condiciones particulares, al carbono le resulta más difícil incorporarse al metal. Por lo tanto, una mayor cantidad puede permanecer en el océano de magma y transformarse después en grafito cuando este se enfría.
Ahora bien, el grafito es mucho menos denso que las rocas y el metal que lo rodean. Por eso puede ascender hacia la superficie del magma. Durante el enfriamiento, esta separación habría producido una primera corteza rica en grafito. Los investigadores calculan que la capa inicial que mejor se ajusta a las observaciones habría tenido entre 40 y 120 metros de espesor.
Representación esquemática de la distribución del carbono en Mercurio, desde su formación hasta hoy.
Esta antigua superficie ya no está intacta. Durante miles de millones de años, los impactos de meteoritos y la actividad volcánica removieron los materiales. Sin embargo, la sonda MESSENGER detectó terrenos especialmente oscuros y ricos en carbono. Estas observaciones ya habían llevado a proponer la existencia de una antigua corteza flotante de grafito.
El estudio también aporta información sobre el gigantesco núcleo de Mercurio, que representa aproximadamente el 70 % de la masa del planeta. Los cálculos indican que el carbono solo podría estar presente allí en una cantidad relativamente pequeña. Por lo tanto, difícilmente explicaría por sí solo por qué el núcleo es menos denso que el hierro puro. Probablemente, el silicio y el azufre desempeñarían un papel más importante.
Estos resultados podrán compararse con nuevas mediciones de Mercurio. La misión BepiColombo estudiará su superficie, su composición y su estructura interna con varios instrumentos. Estos datos permitirán determinar mejor la cantidad de carbono presente y poner a prueba el escenario de esta antigua corteza de grafito.