L'origine di Mercurio è ancora misteriosa. Nonostante sia il pianeta più vicino al Sole e la maggior parte della sua superficie sia abbastanza calda da fondere il piombo, ha depositi di ghiaccio vicino al polo nord e, complessivamente, è piuttosto strano. È significativamente più piccolo degli altri pianeti rocciosi, è molto denso, ha un nucleo fuso sovradimensionato che è l'85% del volume complessivo del pianeta (contro il 15% di quello quello terrestre) e si è formato in condizioni chimiche che lo hanno reso molto meno ossidato di gli altri pianeti rocciosi.
MESSENGER, la cui missione si è conclusa il 30 aprile 2015, è stata la prima sonda a orbitare attorno a Mercurio. Tuttavia, i dati raccolti non sono stati sufficienti per stabilire con precisione lo stato di ossidazione del pianeta.
In un nuovo studio condotto dallo scienziato dell'Arizona State University Larry Nittler, della School of Earth and Space Exploration, i dati acquisiti dallo spettrometro a raggi X della sonda sono stati utilizzati per misurare e mappare l'abbondanza di un elemento minore sulla superficie del pianeta, il cromo che può fungere da ossibarometro.
Il lavoro è stato pubblicato sul Journal of Geophysical Research: Planets.
Nucleo con cromo
Il cromo è comunemente noto per essere estremamente brillante e resistente alla corrosione e insieme, ad altri elementi, dà il colore caratteristico a rubini e smeraldi. Ma può anche esistere in un'ampia gamma di stati chimici, quindi la sua abbondanza può fornire informazioni sulle condizioni chimiche presenti quando è stato incorporato nelle rocce.
Nittler e collaboratori hanno scoperto che, su Mercurio, la quantità di cromo varia di un fattore quattro circa. Sulla base di questo dato, hanno costruito dei modelli che hanno permesso di calcolare quanto cromo era presente sulla superficie quando il pianeta si è separato in crosta, mantello e nucleo in condizioni variabili. Confrontando questi modelli con l'abbondanza di cromo misurata, i ricercatori hanno scoperto che Mercurio deve contenere cromo anche nel suo grande nucleo metallico e sono stati in grado di porre nuovi limiti allo stato di ossidazione generale del pianeta.
"Questa è la prima volta che il cromo è stato rilevato direttamente e mappato su una superficie planetaria", ha detto Nittler. "A seconda della quantità di ossigeno disponibile, può diventare un ossido, solfuro o minerali metallici, e combinando i dati con modelli all'avanguardia, possiamo formulare intuizioni uniche sull'origine e sulla storia geologica di Mercurio".
Il coautore Asmaa Boujibar, della Western Washington University, che ha eseguito la modellazione descritta nel documento, ha aggiunto: "Il nostro modello, basato su esperimenti di laboratorio, conferma che la maggior parte del cromo in Mercurio è concentrata all'interno del nucleo. A causa della composizione unica e le condizioni di formazione di Mercurio, non possiamo confrontare direttamente la sua composizione superficiale con i dati ottenuti dalle rocce terrestri. Pertanto, è essenziale condurre esperimenti che simulino lo specifico ambiente carente di ossigeno in cui si è formato il pianeta, distinto dalla Terra o da Marte".
I ricercatori hanno anche osservato che man mano che il pianeta diventa sempre più carente di ossigeno, il cromo tende a nascondersi sempre più in profondità.
Questi risultati migliorano significativamente la nostra comprensione della composizione elementare e dei processi geologici in gioco all'interno di Mercurio.