p Mercúrio é pequeno, rápido e perto do sol, tornando o mundo rochoso um desafio para visitar. Apenas uma sonda orbitou o planeta e coletou dados suficientes para informar aos cientistas sobre a química e a paisagem da superfície de Mercúrio. Aprendendo sobre o que está sob a superfície, Contudo, requer uma estimativa cuidadosa. p Depois que a missão da sonda terminou em 2015, cientistas planetários estimaram que a crosta de Mercúrio tinha cerca de 35 quilômetros de espessura. Um cientista da Universidade do Arizona discorda.

p Usando as fórmulas matemáticas mais recentes, O cientista associado do Laboratório Lunar e Planetário Michael Sori estima que a crosta do Mercúrio tenha apenas 25,5 km de espessura e é mais densa do que o alumínio. Seu estudo, "Uma fina, Crosta Densa para Mercúrio, "será publicado em 1º de maio em Cartas da Terra e da Ciência Planetária e atualmente está disponível online.

p Sori determinou a densidade da crosta de Mercúrio usando dados coletados pela Superfície de Mercúrio, Nave espacial Space Environment and Geochemistry Ranging (MESSENGER). Ele criou sua estimativa usando uma fórmula desenvolvida por Isamu Matsuyama, um professor do Laboratório Lunar e Planetário, e o cientista Douglas Hemingway da Universidade da Califórnia em Berkeley.

p A estimativa de Sori apóia a teoria de que a crosta de Mercúrio se formou em grande parte por meio da atividade vulcânica. Compreender como a crosta foi formada pode permitir que os cientistas entendam a formação de todo o planeta estranhamente estruturado.

p "Dos planetas terrestres, Mercúrio tem o maior núcleo em relação ao seu tamanho, "Sori disse.

p Acredita-se que o núcleo de Mercúrio ocupe 60% de todo o volume do planeta. Para comparação, O núcleo da Terra ocupa cerca de 15% de seu volume. Por que o núcleo de Mercúrio é tão grande?

p "Talvez tenha se formado próximo a um planeta normal e talvez grande parte da crosta e do manto tenha sido arrancada por impactos gigantes, "Sori disse." Outra ideia é que talvez, quando você está se formando tão perto do sol, os ventos solares sopram muito da rocha e você obtém um tamanho de núcleo grande logo no início. Ainda não há uma resposta com a qual todos concordem. "

p O trabalho de Sori pode ajudar a apontar os cientistas na direção certa. Já, resolveu um problema relacionado às rochas da crosta de Mercúrio.

p Rochas misteriosas de Mercúrio

p Quando os planetas e a lua da Terra se formaram, suas crostas nasceram de seus mantos, a camada entre o núcleo e a crosta de um planeta que escorre e flui ao longo de milhões de anos. O volume da crosta de um planeta representa a porcentagem do manto que foi transformado em rochas.

p Antes do estudo de Sori, estimativas da espessura da crosta de Mercúrio levaram os cientistas a acreditar que 11% do manto original do planeta havia se transformado em rochas na crosta. Para a lua da Terra - o corpo celeste mais próximo em tamanho a Mercúrio - o número é menor, perto de 7 por cento.

p "Os dois corpos formaram suas crostas de maneiras muito diferentes, então não era necessariamente alarmante que eles não tivessem exatamente a mesma porcentagem de rochas em sua crosta, "Sori disse.

p A crosta lunar se formou quando minerais menos densos flutuaram para a superfície de um oceano de rocha líquida que se tornou o manto do corpo. No topo do oceano de magma, os minerais flutuantes da lua resfriaram e endureceram em uma "crosta de flotação". Eons de erupções vulcânicas revestiram a superfície de Mercúrio e criaram sua "crosta magmática".

p Explicar por que Mercúrio criou mais rochas do que a lua era um mistério científico que ninguém havia resolvido. Agora, o caso pode ser encerrado, como o estudo de Sori coloca a porcentagem de rochas na crosta de Mercúrio em 7 por cento. Mercúrio não é melhor do que a lua para fazer rochas.

p Sori resolveu o mistério estimando a profundidade e densidade da crosta, o que significava que ele tinha que descobrir que tipo de isostasia sustentava a crosta de Mercúrio.

p Determinando Densidade e Profundidade

p A forma mais natural de um corpo planetário é uma esfera lisa, onde todos os pontos na superfície estão a uma distância igual do núcleo do planeta. A isostasia descreve como as montanhas, vales e colinas são sustentados e impedidos de se transformarem em planícies suaves.

p Existem dois tipos principais de isostasia:Pratt e Airy. Ambos se concentram em equilibrar as massas de fatias do mesmo tamanho do planeta. Se a massa em uma fatia for muito maior do que a massa em uma fatia próxima a ela, o manto do planeta irá escorrer, movendo a crosta em cima dela até que as massas de cada fatia sejam iguais.

p A isostasia de Pratt afirma que a crosta de um planeta varia em densidade. Uma fatia do planeta que contém uma montanha tem a mesma massa que uma fatia que contém uma terra plana, porque a crosta que forma a montanha é menos densa do que a crosta que forma a terra plana. Em todos os pontos do planeta, a parte inferior da crosta flutua uniformemente no manto.

p Até Sori completar seu estudo, nenhum cientista explicou por que a isostasia de Pratt apoiaria ou não a paisagem de Mercúrio. Para testar, Sori precisava relacionar a densidade do planeta à sua topografia. Os cientistas já haviam construído um mapa topográfico de Mercúrio usando dados do MESSENGER, mas não existia um mapa de densidade. Então Sori fez o seu usando os dados do MESSENGER sobre os elementos encontrados na superfície de Mercúrio.

p "Nós sabemos quais minerais geralmente formam rochas, e sabemos quais elementos cada um desses minerais contém. Podemos dividir de forma inteligente todas as abundâncias químicas em uma lista de minerais, "Sori disse sobre o processo que usou para determinar a localização e abundância de minerais na superfície." Conhecemos as densidades de cada um desses minerais. Nós adicionamos todos eles, e obtemos um mapa de densidade. "

p Sori então comparou seu mapa de densidade com o mapa topográfico. Se a isostasia de Pratt pudesse explicar a paisagem de Mercúrio, Sori esperava encontrar minerais de alta densidade nas crateras e minerais de baixa densidade nas montanhas; Contudo, ele não encontrou tal relacionamento. Em Mercúrio, minerais de alta e baixa densidade são encontrados em montanhas e crateras.

p Com a isostasia de Pratt invalidada, Sori considerado isostasia aérea, que tem sido usado para fazer estimativas da espessura da crosta de Mercúrio. A isostasia aérea afirma que a profundidade da crosta de um planeta varia de acordo com a topografia.

p "Se você vir uma montanha na superfície, pode ser suportado por uma raiz abaixo dele, "Sori disse, comparando-o a um iceberg flutuando na água.

p A ponta de um iceberg é sustentada por uma massa de gelo que se projeta nas profundezas da água. O iceberg contém a mesma massa da água que desloca. De forma similar, uma montanha e sua raiz conterão a mesma massa do material do manto que está sendo deslocado. Em crateras, a crosta é fina, e o manto está mais próximo da superfície. Uma cunha do planeta contendo uma montanha teria a mesma massa de uma cunha contendo uma cratera.

p "Esses argumentos funcionam em duas dimensões, mas quando você considera a geometria esférica, a fórmula não funciona exatamente, "Sori disse.

p A fórmula desenvolvida recentemente por Matsuyama e Hemingway, no entanto, funciona para corpos esféricos como planetas. Em vez de equilibrar as massas da crosta e manto, a fórmula equilibra a pressão que a crosta exerce sobre o manto, fornecendo uma estimativa mais precisa da espessura da crosta.

p Sori usou suas estimativas da densidade da crosta e a fórmula de Hemingway e Matsuyama para encontrar a espessura da crosta. Sori is confident his estimate of Mercury's crustal thickness in its northern hemisphere will not be disproven, even if new data about Mercury is collected. He does not share this confidence about Mercury's crustal density.

p MESSENGER collected much more data on the northern hemisphere than the southern, and Sori predicts the average density of the planet's surface will change when density data is collected over the entire planet. He already sees the need for a follow-up study in the future.

p The next mission to Mercury will arrive at the planet in 2025. In the meantime, scientists will continue to use MESSENGER data and mathematical formulas to learn everything they can about the first rock from the sun.