Revelaciones del planeta de hierro

La idea de que pueda haber hielo en Mercurio resulta tan curiosa como insólita: al fin de cuentas, el planeta está tan cerca de nuestra estrella (apenas un tercio de la distancia Tierra-Sol), que durante el día la temperatura supera cómodamente los 400ºC. Y sin embargo, contra toda presunción apresurada, así parece ser. Ya a comienzos de la década del 90, el colosal radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico, detectó regiones “brillantes al radar” en las zonas polares de Mercurio. Es decir, lugares altamente reflectivos a las ondas de radio. Tan reflectivos como cabría esperar de una superficie de hielo.

HIELO… ¿Y MATERIA ORGÁNICA?

Estas primeras observaciones radiotelescópicas fueron reforzadas en los años siguientes. Sin embargo, hacía falta algo más. Y justamente, uno de los principales objetivos científicos de la nave Messenger (que además de “mensajero”, es la sigla en inglés de MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging”) fue realizar estudios directos en zonas polares de Mercurio. Siguiendo un derrotero orbital que en su punto más cercano la deja a apenas 200 kilómetros del planeta, la sonda de la NASA determinó que los “parches” brillantes al radar coincidían con “áreas de sombra permanente” en Mercurio. Concretamente, el piso y las paredes más internas de muchos cráteres de la región polar Norte. Lugares donde el Sol no pega, y lógicamente, son oscuros y extremadamente fríos. Los instrumentos de la nave hicieron un fino relevamiento topográfico de la zona, midieron la reflectancia infrarroja de los materiales de la superficie y detectaron también excesos de hidrógeno: “el hielo de agua pasó por estos tres desafiantes testeos, y sabemos que no hay ningún otro material que iguale las características que hemos medido con la Messenger”, dice el doctor Sean Solomon, principal investigador de la misión.

Eso en lo cualitativo. Vamos a lo cuantitativo: Solomon y sus colegas estiman que Mercurio tendría entre 100 mil millones y un billón de toneladas de agua congelada en sus zonas polares. Capas de hielo que podrían tener 10 o 20 metros de espesor, y que, en parte, podrían estar aisladas del exterior por una fina capa de materiales rocosos. E incluso, orgánicos. De hecho, en estos últimos dos años, la sonda de la NASA también encontró claros indicios de “parches oscuros” que, según estos investigadores, podrían muy bien ser compuestos orgánicos.

Cráteres, agua congelada y, probablemente, materia orgánica… todo nos lleva en la misma dirección: antiquísimos impactos de cometas (tradicionalmente definidos como “bolas de nieve sucias”) e incluso asteroides ricos en agua y orgánicos. Ahora, lógicamente, se abren unas cuantas preguntas: ¿Son esos materiales oscuros, realmente, materia orgánica? Y de serlo: ¿Han reaccionado esas sustancias con el agua? Y por último: ¿Podría haber depósitos de agua líquida y “sucia”, orgánicamente hablando, debajo del suelo de Mercurio? Habrá que esperar nuevos resultados tanto de esta misión, con otras futuras al pequeño planeta.

 DEPÓSITOS DE HIELO: imagen de radar combinada con fotos de Messenger.

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LA EXOSFERA DE MERCURIO

Estrictamente hablando, Mercurio no tiene atmósfera. Y probablemente, ese sea uno de los altos precios que ha debido pagar por estar tan cerca del Sol (cuyo viento solar probablemente haya ido erosionando y barriendo una posible atmósfera primigenia). Sin embargo, Messenger confirmó que lo que sí tiene Mercurio es una exosfera, es decir, un envoltorio de trazas de distintos gases, tan ínfimo como irregular. E incluso, cambiante a lo largo de su corto “año” (de tres meses terrestres). La nave de la NASA detectó cantidades marginales de helio, calcio, magnesio y sodio en torno del planeta.

En el caso del helio, esa capa es más o menos pareja y probablemente sea el resultado de una suerte de evaporación continua en las rocas superficiales (originalmente saturadas por este elemento), provocada por el terrible calor solar en la superficie. El caso del sodio es diferente, aunque también muy curioso: ya en los sobrevuelos previos de la nave (en 2008 y 2009), se descubrió que Mercurio tiene una especie de “cola” de sodio que apunta en dirección contraria al Sol (al estilo de las colas de los cometas). Pero ahora, tras dos años de misión orbital, también se sabe que esa “cola” fluctúa en tamaño y densidad a lo largo del tiempo, probablemente a causa de la mayor o menor incidencia de la radiación (luz y calor) y el viento solar (una corriente de partículas cargadas –iones– que nuestra estrella emite en todas direcciones) en la superficie mercuriana. Algo que tiene que ver no sólo con las variaciones de distancia entre el planeta y el Sol (dada su órbita marcadamente elíptica), sino también con la propia actividad solar, e incluso, hasta con el campo magnético de Mercurio (un tema que ya tocaremos). “La variaciones de extensión de la cola de sodio de Mercurio son una impactante ilustración de lo que llamamos ‘efectos estacionales’ en su exosfera, a medida que el planeta se mueve en su órbita”, dice Ron Vervack (Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins), otro de los científicos que participan de la misión Messenger.

CAMPO MAGNÉTICO: ASIMETRIAS Y RAREZAS

Desde los tiempos en que la pionera misión Mariner 10 (NASA) hizo dos fugaces sobrevuelos sobre Mercurio (1973 y 1974), los astrónomos ya sabían que Mercurio tiene un campo magnético global. No es tan intenso como el de la Tierra, pero no es poca cosa teniendo en cuenta que Marte y Venus –planetas bastante más grandes– no tienen. Ahora, con dos años de misión orbital a cuestas, la sucesora de la Mariner 10 ha podido caracterizarlo mucho mejor: al parecer, es un campo magnético “asimétrico y desviado”. De hecho, las líneas de campo magnético convergen de modo diferente en ambos polos, y eso hace que en torno del Polo Sur de Mercurio haya una suerte de “agujero” mucho mayor que en el Polo Norte. Como consecuencia, la región polar austral del planeta está mucho menos protegida ante el embate de partículas cargadas provenientes del Sol. Y eso, a su vez, provoca una mayor erosión espacial y decoloración en una gran zona en torno del Polo Sur. Más aún, y volviendo al párrafo anterior: esta asimetría del campo magnético también jugaría un rol en el aporte de elementos químicos de la superficie a la exosfera. “La verdad es que aún no podemos explicar bien este fenómeno”, dice Brian Anderson, otro físico que integra el del equipo de Messenger. Y agrega: “Sin embargo, sabemos que esa asimetría es una pista clave para entender la naturaleza del interior de Mercurio”. Justamente: el estudio del campo magnético, sumado a las mediciones del campo gravitatorio, son la llave para conocer la estructura y composición interna del planeta. Algo que, como veremos al final, es un tema literalmente pesado.

SUPERFICIE: MAPEADO, VULCANISMO Y HUECOS

Ya es hora de bajar a la superficie. Los legendarios sobrevuelos del Mariner 10 permitieron, entre otras cosas, tomar las primeras imágenes cercanas de Mercurio. Fotos asombrosas que mostraron un relieve absolutamente cubierto de cráteres de impacto, huellas de los violentos tiempos que vivió todo el Sistema Solar en su infancia (incluida la Tierra). En aquellas oportunidades, el mapeado fotográfico cubrió cerca de la mitad del planeta, lo cual no era poco, pero dejaba, en consecuencia, medio Mercurio sin conocer. Desde abril de 2011 a la fecha, Messenger se ocupó de completar la tarea de su predecesora: hace apenas unas semanas, la NASA anunció que la nave logró fotografiar el ciento por ciento de la superficie. Estamos hablando, en total, de unas 170 mil imágenes. Una avalancha impresionante de fotos que, sumadas a datos altimétricos y espectrales, han permitido ir a fondo en la caracterización del suelo mercuriano. Aquí habría, literalmente, todo un mundo de cosas para contar, pero veamos cuáles son algunas de las conclusiones más importantes de este impresionante relevamiento.

En primer lugar, el vulcanismo jugó un rol esencial en la historia de Mercurio: un apreciable 6 por ciento de su superficie está cubierto por llanuras de origen volcánico. Son mantos de roca basáltica –muy común en la Tierra, o la Luna– que alcanzan un espesor de hasta 2 kilómetros. Y se formaron, especialmente, en los primeros tiempos del planeta (hace unos 4 mil millones de años) a partir del enfriamiento de lavas que, tras brotar del interior del planeta, bañaron grandes regiones.

En segundo lugar, los procesos volcánicos llenaron la superficie de azufre: Mercurio es el planeta de tipo “terrestre” con los suelos más sulfurosos (superando, incluso, a Venus). A la inversa, su suelo es muy pobre en hierro.

Por último, una de las mayores sorpresas >>> geológicas reveladas por Messenger fue la muy extendida presencia de unas pequeñas y brillantes fosas, generalmente amontonadas en grupos muy numerosos. Los científicos de la misión las bautizaron “hollows” (algo así como “huecos”). Y por su aspecto relativamente fresco podrían dar cuenta de algún proceso geológico muy reciente. O incluso, actual. Un caso muy notable de estas curiosas formaciones, aún por explicar, es el del interior del gran cráter Tyagaraja, de casi 100 km de diámetro.

HEAVY METAL

Y para el final, dejamos literalmente lo más pesado: Mercurio tiene un enorme y complejo núcleo metálico. Hace cuarenta años, las mediciones gravimétricas y magnéticas del Mariner 10 ya habían sugerido fuertemente esta posibilidad. Sin embargo, las finísimas y continuas mediciones de Messenger no sólo parecen confirmarla, sino que, además, han refinado el actual modelo de la estructura geológica del planeta. Hasta hace apenas unos años, muchos astrónomos y geólogos planetarios pensaban que, dado su tamaño relativamente chico, el núcleo del planeta ya se habría enfriado completamente. Y que, por lo tanto, debería ser enteramente sólido. Pero parece que no es el caso. E incluso, da toda la impresión de que el corazón metálico de Mercurio es bastante más grande de lo que se suponía. A partir de mediciones gravimétricas, magnéticas y topográficas, la nave de la NASA ha remodelado la maqueta geológica del planeta: Mercurio tendría un núcleo de hierro que ocupa un 85 por ciento de su diámetro total. La parte central de este núcleo sería completamente sólida, mientras que su parte externa sería líquida. Por encima, habría una fina capa de sulfuro de hierro, luego, un manto proporcionalmente fino –y pobre en hierro– y, envolviéndolo todo, la corteza, predominantemente rocosa (silicatos). En suma, una estructura geológica muy “heavy metal”. Y bien diferente, en cuanto a las proporciones y cantidades relativas de hierro, de la que tienen la Tierra, Venus o Marte.

A pesar de que hay varias hipótesis en danza para dar cuenta de semejante núcleo metálico, todavía faltan datos para avalarlos con solidez. Una posibilidad, por ejemplo, es que Mercurio se haya formado en una zona del Sistema Solar primitivo muy pobre en materiales livianos, y más rica en materiales pesados (metales). Otra es que el calor solar haya despojado al planeta de la mayor parte de sus elementos volátiles originales. E incluso, hasta cabe la posibilidad de un tremendo impacto que le haya arrancado al planeta parte de su corteza rocosa primitiva. “El porqué de semejante núcleo de hierro en relación con el tamaño total de Mercurio es una de las preguntas centrales que aún queremos responder”, dice el doctor Sean Solomon.

La cuestión queda picando. Y habrá que esperar nuevos resultados de Messenger, e incluso, de una futura nueva misión al planeta de hierro (llamada BepiColombo, programada por la Agencia Espacial Europea para 2014), cerramos con las palabras de Solomon: “Sólo estamos comenzando: Mercurio seguramente tiene muchas más sorpresas guardadas para nosotros”. Así sea.

Mundo de extremos

Es una exótica y desolada tristeza planetaria. No tiene el innegable atractivo de Marte, el hipnótico glamour de Saturno, ni muchísimo menos el abrumador tamaño de Júpiter. Sin embargo, Mercurio es un experto en rarezas y extremos. Con apenas 4880 kilómetros de diámetro, es el más chico de los 8 planetas del Sistema Solar. Y está tan cerca del Sol, que apenas tarda tres meses de los nuestros en completar su órbita marcadamente ovalada, a una impresionante velocidad de 172.000 km/hora: Mercurio es el planeta más “rápido”. Sin embargo, la misma gravedad solar que lo obliga a correr alocadamente en su órbita, prácticamente ha frenado su rotación: gira sobre sí mismo a unos 10 km/hora. En ese aspecto, por el contrario, es el planeta más lento. Esa extraña combinación de velocidades da lugar a algo sumamente curioso: en Mercurio, los días (entendidos como el tiempo que transcurre entre una salida de Sol y la siguiente) duran 6 meses terrestres. O sea, dos años mercurianos.

Más allá de ciertos matices regionales, la mayor parte de la superficie de Mercurio tiene un apagadísimo color gris amarronado. Y no sólo está completamente cubierta de filosos cráteres, sino que también está muy expuesta al medio ambiente espacial. Es una superficie pelada: no tiene una verdadera atmósfera, sino apenas una exosfera, es decir, sutiles trazas dispersas e irregulares de varios gases. La carencia de una buena atmósfera tiene varias consecuencias, entre ellas, la salvaje variación de temperaturas: 430ºC de día y 180ºC de noche. Mercurio tiene la mayor amplitud térmica (más de 600ºC) de todo el Sistema Solar.

Desde el punto de vista geológico, Mercurio –al igual que la Luna– está prácticamente muerto. Prácticamente… no del todo. No hay indicios actuales de procesos de tectónica, vulcanismo, o erosión debido a procesos endógenos. Más allá del regular impacto de meteoritos (o eventualmente de asteroides o cometas, una vez cada millones de años), el planeta más cercano al Sol es un mundo fósil: luce esencialmente igual ahora que hace 3 o 4 mil millones de años. Poco y nada ha pasado en su superficie desde los violentos tiempos de formación del Sistema Solar. Sin embargo, Mercurio tiene un campo magnético global bastante respetable, algo que no tienen ni Marte ni Venus. Y además, es el planeta más denso de toda la comarca solar: en promedio, un centímetro cúbico de Mercurio pesa 5,5 gramos. Ambas características, sumadas al hecho de que su corteza es rocosa (y que por lo tanto, necesariamente, debe esconder materiales más pesados para justificar semejante densidad), apuntan en la misma dirección: todos los modelos científicos actuales dicen que el planeta esconde un enorme y complejo núcleo metálico. Un corazón de hierro que, comparativamente, es más grande que el de sus hermanos mayores: Marte, Venus, e incluso, la propia Tierra. Se lo mire por donde se lo mire, Mercurio es un mundo de extremos.

 Por Mariano Ribas, Página 12

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