A superfície escura de Mercúrio pode ser o vestígio de uma surpreendente crosta de grafite formada nos primórdios do planeta. O grafite é uma forma cristalina natural do carbono puro, de cor cinza a preta, que compõe, entre outras coisas, a mina dos nossos lápis.
Para entender sua origem, é preciso voltar a uma época em que Mercúrio ainda era muito quente. Grande parte de suas rochas estava então derretida, formando um vasto oceano de magma. O carbono presente nessa mistura podia seguir vários caminhos: permanecer no magma, juntar-se ao núcleo metálico ou formar grafite.
Representação artística da sonda MESSENGER em órbita ao redor de Mercúrio.
Crédito: NASA
Imagem Wikimedia
Pesquisadores reproduziram em laboratório as condições que reinavam nas profundezas do jovem Mercúrio. Eles submeteram diferentes materiais a altas pressões e a temperaturas que podiam ultrapassar 2.000 °C. Em seguida, mediram como o carbono se distribuía entre a rocha derretida e o metal.
O resultado depende fortemente da quantidade de oxigênio disponível para as reações químicas. Mercúrio se formou em um ambiente muito pobre em oxigênio. Nessas condições específicas, o carbono entra menos facilmente no metal. Uma quantidade maior pode, portanto, permanecer no oceano de magma e depois se transformar em grafite quando ele esfria.
O grafite é muito menos denso do que as rochas e o metal ao seu redor. Ele pode, portanto, subir em direção à superfície do magma. Ao longo do resfriamento, essa separação teria produzido uma primeira crosta rica em grafite. Os pesquisadores calculam que a camada inicial que melhor corresponde às observações teria medido cerca de 40 a 120 metros de espessura.
Representação esquemática da distribuição do carbono em Mercúrio, desde sua formação até hoje.
Essa antiga superfície já não está intacta atualmente. Durante bilhões de anos, os impactos de meteoritos e a atividade vulcânica misturaram os materiais. A sonda MESSENGER, no entanto, detectou terrenos especialmente escuros e ricos em carbono. Essas observações já haviam levado à proposta da existência de uma antiga crosta flutuante de grafite.
O estudo também traz informações sobre o gigantesco núcleo de Mercúrio, que representa cerca de 70% da massa do planeta. Os cálculos indicam que o carbono só poderia estar presente ali em quantidade relativamente pequena. Por si só, ele dificilmente explicaria por que o núcleo é menos denso do que o ferro puro. O silício e o enxofre provavelmente desempenhariam um papel mais importante.
Esses resultados poderão ser comparados com novas medições de Mercúrio. A missão BepiColombo deve estudar sua superfície, sua composição e sua estrutura interna com vários instrumentos. Esses dados permitirão, em particular, determinar melhor a quantidade de carbono presente e testar o cenário dessa antiga crosta de grafite.