Como um meteorito ajuda a explicar a maquiagem química de Mercúrio

O Meteorito de Indarch é um possível bloco de construção do planeta Mercúrio. Os cientistas prepararam rochas no laboratório para produzir materiais semelhantes a ele, em um esforço para entender a composição química e evolução de Mercúrio. Cortesia Vahe Martirosyan, CC Atribuição Compartilhar Alike 2.0. Mercúrio é um dos quatro planetas rochosos do Sistema Solar, mas sua química é muito diferente da Terra, Vênus e Marte. As missões ao planeta mostram que tem uma crosta pobre em ferro, mas rica em enxofre e magnésio, que tem implicações para a sua composição interior. Além disso, é conhecido pelos cientistas planetários como o planeta mais reduzido do sistema solar. Isso significa que os produtos químicos que contém são dominados por sulfetos, carbonetos e silicidas, ao contrário dos óxidos como vemos aqui na Terra. Uma equipa de cientistas do Rice descobriu uma forma de modelar o estado reduzido de Mercúrio. Não tinham pedras de Mercúrio, por isso improvisaram. “A superfície de Mercury parece completamente diferente da da Terra,” disse Rajdeep Dasgupta, o Professor Maurice Ewing em Ciências de Sistemas Terrestres e diretor do Centro de Origens Planetárias do Instituto Espacial Rice para Habitabilidade. “Não pudemos estudar sua evolução magmática usando suposições construídas a partir de nossa compreensão da Terra, e dados de missões são difíceis de interpretar. Tivemos de encontrar formas de aproximar o planeta do nosso laboratório – especificamente, através do meteorito Indarch.” All About Indarch Indarch caiu na Terra no Azerbaijão em 1891. É classificado como um EH4 enstatite condrito, um tipo muito raro. Eles são conhecidos por terem se formado perto do Sol na nebulosa solar primitiva e, juntamente com um alto teor de ferro, também têm tipos raros de sulfetos (compostos ricos em enxofre). Indarch provavelmente passou por algum aquecimento térmico durante sua formação e evolução subsequente. Estudos científicos de Indarch mostram que tem uma composição química muito semelhante à de Mercúrio. Isso tornou-se um excelente candidato para ajudar a equipa científica a entender como o Mercúrio ficou como está. “Indarch quimicamente é tão reduzido quanto pedras sobre Mercúrio”, disse Yishen Zhang, um pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor em um artigo sobre a maquiagem de Mercúrio. “Acredita-se que seja um possível bloco de construção do planeta.” <br clear=left>== Ligações externas ==. Superior direito: misturas químicas usadas para criar rochas Mercúrio, antes de cozinhar. Baixo esquerdo: Manômetros de pressão na instalação. Baixo direito: Pedra de Mercúrio cozida. Zhang fez uma composição de fusão modelo de Indarch, colocou-o em um frasco e submeteu a mistura a um fogão de alta temperatura para corresponder às condições que existiam em Mercúrio durante a formação e evolução. O resultado foi que o enxofre presente em uma rocha reduz a temperatura em que magmas semelhantes ao início de Mercúrio para cristalizar. “Este processo de cozinhar uma rocha pode nos mostrar o que aconteceu quimicamente dentro de Mercúrio”, disse Zhang. “Usando as restrições de temperatura, pressão e química derivadas de observações e modelos de naves espaciais, recriamos condições semelhantes a Mercúrio para entender como os magmas se formam e evoluem lá – mesmo sem amostras diretas do planeta.” O Que Isto Significa Para Mercúrio A presença de enxofre em um ambiente de baixo ferro como Mercúrio significa que o enxofre existente teve que encontrar outras rochas para se ligar. Neste caso, parece ter encontrado magnésio e cálcio. Na Terra, estes elementos de formação de rochas normalmente se ligam ao oxigénio. Isso criaria o que vemos hoje na Terra -- uma rede de silicatos composta de silício, oxigênio e elementos formadores de rocha. Quando o enxofre substitui o oxigênio, no entanto, essa rede se torna mais fraca e cristaliza a uma temperatura mais baixa. “Como o Indarch pode representar o estado proto-planeta de Mercúrio”, disse Zhang, “estes experimentos mostram que Mercúrio provavelmente se formou com enxofre ocupando uma posição estrutural que na Terra pertence ao oxigênio. Isso muda fundamentalmente como o manto do planeta se solidificou.” O enxofre reduz a temperatura em que as rochas derretidas reduzidas começam a cristalizar. Os magmas ricos em enxofre em Mercúrio provavelmente permanecem fundidos em temperaturas mais baixas. Isso contrasta com tipos semelhantes de magmas da Terra, o que significa que Mercúrio tem uma composição química única: baixo ferro, alto enxofre e seu estado quimicamente reduzido. Como Mercúrio Evoluiu Reduziu Um esquema de Mercúrio, incluindo seu fraco campo magnético. As diferentes camadas e sua composição química podem revelar mais sobre sua composição e evolução. Os cientistas pensam que é um planeta muito reduzido, ao contrário da Terra. Cortesia: Wikimedia, A Loose Necktie, Creative Commons Atribuição-Compartilhe Alike 4.0. Mercúrio começou como os outros planetas rochosos fizeram, em um estado de rocha derretida após planetesimais acreted para formá-lo. Começou a formar-se há cerca de 4,5 bilhões de anos e sua evolução inicial ainda não está bem compreendida. Tem um manto, e provavelmente tinha um oceano de magma muito cedo em sua história. Dentro, pode ter um núcleo exterior sólido cobrindo um núcleo líquido mais profundo, e finalmente um núcleo sólido muito pequeno. A sua evolução para um estado de planeta reduzido dá novas ideias sobre como todos os planetas rochosos se formam e mudam com base na sua composição química. Em particular, pode lançar alguma luz sobre o processo de diferenciação, que cria camadas distintas em e dentro de mundos rochosos. Compreender como e quando começa durante a formação de um planeta é um grande passo em conhecer a história completa dos mundos rochosos e o comportamento de seus magmas. Visto que frequentemente comparamos outros planetas rochosos com o que sabemos sobre a Terra, a química de Mercúrio dá aos cientistas planetários uma chance de comparar a evolução química dos mundos internos. O que Zhang descobriu foi que o enxofre reduz a temperatura em que estas reduzidas rochas derretidas começam a cristalizar. Isso significa que os magmas ricos em enxofre em Mercúrio podem permanecer derretidos a temperaturas mais baixas do que os magmas semelhantes na Terra. A razão para isso diminuiu significativamente a temperatura de cristalização, Zhang encontrou, é por causa da composição química única de Mercúrio: baixo ferro, alto enxofre e o estado quimicamente reduzido. “Este é um fascinante vislumbre de como Mercúrio pode ter evoluído como um planeta para sua química de superfície única atual”, disse Dasgupta. “Mais importante ainda, ele nos fornece uma maneira de pensar sobre planetas não baseados em como a Terra foi formada, mas com base em sua própria química única e processos magmáticos sob condições muito diferentes. O que a água ou o carbono fazem à evolução magmática da Terra, o enxofre faz em Mercúrio.” Para mais informações Pesquisadores de Arroz Encontre Magmas de Mercúrio, ricos em enxofre, comportam-se de forma diferente dos Efeitos do Enxofre na Terra nas Relações de Fases do Próximo-líquido de Derretimentos Basálticos Altamente Reduzidos com Implicações para Magmatismo em Mercúrio Indarch Meteorito Carolyn Collins Petersen Carolyn Collins Petersen é uma escritora científica de longa data e ex-pesquisadora em astronomia. Ela escreve sobre astronomia e exploração espacial e escreveu 8 livros, inúmeros artigos, mais de 60 documentários para cinemas estrelados de planetário, e exposições para o Observatório Griffith, NASA/JPL, a Academia de Ciências da Califórnia, o Museu Astronómico de Xangai e o Planetário do Céu Negro do Observatório Lowell. Ela é CEO da Loch Ness Productions. Pode enviar um e-mail para a Carolyn.