Gli umani hanno sviluppato la capacità di rilevare pianeti rocciosi nelle zone abitabili di stelle lontane. Verrà il giorno in cui dovremo prendere alcune decisioni molto costose su quali pianeti valga la pena visitare per colonizzare o cercare la vita.
Come prendiamo quelle decisioni? Nuove ricerche sulla geologia del pianeta Mercurio potrebbero aiutare. Finalmente abbiamo qualcos'altro da confrontare con la geologia attiva della Terra - e forse, un sistema che potrebbe insegnarci di più sulle condizioni necessarie per la vita.
Il mercurio risulta essere attualmente tettonicamente attivo. Oltre alla Terra, è l'unico pianeta roccioso in questo sistema solare che sta ancora lentamente sollevando parti della sua crosta e cambiando la superficie nel tempo. Ciò significa che finalmente abbiamo qualcos'altro con cui confrontare la geologia attiva della Terra.
"Insieme alla storia tettonica, dipinge un quadro completamente nuovo di come deve essere stata la storia di Mercurio", afferma Thomas Watters, scienziato senior del Smithsonian's Center for Earth and Planetary Studies presso il National Air and Space Museum e autore principale di un nuovo documento sulla geologia di Mercurio. "Mette Mercurio molto vicino alla Terra in termini di raffreddamento molto lento che consente all'esterno di rimanere fresco e l'interno caldo."
Mercurio è un piccolo pianeta difficile da studiare. Più grande della nostra luna ma molto più piccolo della Terra, orbita attorno al sole. Le temperature variano da 800 gradi a -280 gradi Fahrenheit, ma è un pianeta roccioso fatto di cose simili alla Terra. Il mercurio è molto lontano e la sua vicinanza al sole significa che c'è molta gravità contro cui combattere. Per visitare Mercurio ci vuole più carburante di quanto non faccia per lasciare il sistema solare. La NASA visitò per la prima volta quando il veicolo spaziale Mariner 10 lo sorvolò nel 1974.
Il veicolo spaziale della NASA MESSENGER restituì immagini ad alta risoluzione della superficie di Mercurio che confermavano non solo prove di attività tettonica (le frecce mostrano faglie e altre forme di terra di superficie), ma che il pianeta fosse ancora geologicamente attivo. (NASA / Johns Hopkins 'Applied Physics Laboratory) "Il marinaio 10 ha immaginato meno di un emisfero completo, ma una buona fetta" della superficie di Mercurio a bassa risoluzione, afferma Watters. "In questa immagine sono evidenti grandi scarti di faglia che indicano che la crosta era stata fusa insieme e contratta."
La missione Mariner 10 ci ha mostrato che Mercurio era stato attivo miliardi di anni fa. Gli scienziati hanno potuto osservare lunghe scarpate simili a scogliere o "scarpate" e vedere dove la superficie del pianeta era stata spinta verso l'alto. La densità dei crateri da impatti meteorici ha permesso loro di lavorare all'indietro e capire all'incirca da quanto tempo si erano formate quelle scarpate. La missione ha anche scoperto che Mercurio aveva almeno i resti di un debole campo magnetico.
Ma era tutto ciò in un lontano passato? Nel 2004 è stata lanciata una missione più recente di orbita attorno a Mercurio utilizzando il veicolo spaziale MESSENGER e ha raccolto dati fino al suo schianto nel 2015. Erano dati dalla fine dell'orbita in decomposizione, poiché il veicolo spaziale stava arrivando per aggiungere un nuovo cratere alla superficie del pianeta, che ha permesso a Watters e ai suoi colleghi di capire cosa sta ancora accadendo su Mercurio.
Inizialmente, MESSENGER doveva mappare la superficie da un'orbita molto alta fino a quando non si esauriva il carburante e si schiantava. Ma la NASA ha cambiato i piani lungo la strada. La vita della missione era già limitata dalla stretta influenza gravitazionale del sole, quindi hanno preso un piccolo rischio.
A causa della forza delle maree solari, afferma Watters, "non è possibile mantenere a lungo un veicolo spaziale in orbita attorno a Mercurio".
La NASA ha deciso di inviare MESSENGER in un'orbita terminale bassa che avrebbe permesso loro di ottenere primi piani di una parte della superficie prima della fine. Ha funzionato.
"Quando abbiamo abbassato l'altitudine, in alcuni punti abbiamo ottenuto [risoluzione della fotocamera della superficie] da uno a due metri per pixel", afferma Watters. “Era come una nuova missione. Significava che il veicolo spaziale era condannato, ma che sarebbe successo comunque ... La grande notizia trovata in queste immagini MESSENGER della campagna finale di bassa quota è che abbiamo trovato versioni molto piccole di queste grandi scarpette che abbiamo conosciuto erano su Mercurio da quando Mariner 10. "
Le piccole scarpate si sono chiaramente formate di recente (con impatti minimi dalle meteore) e mostrano che la superficie di Mercurio ha continuato a cambiare relativamente di recente, su una scala di milioni di anni anziché miliardi. I dati hanno dimostrato che la formazione di Mercurio e la geologia in corso sono molto simili a quelle della Terra. Ha un sistema tettonico a placche in corso, ma con una differenza chiave rispetto alla nostra.
"Il guscio della Terra è suddiviso in circa una dozzina di placche che causano la maggior parte dell'attività tettonica sulla Terra", afferma Watters. “Su Mercury, non abbiamo alcuna prova per una serie di piatti. Il mercurio sembra essere un pianeta a un piatto. Quel guscio si contrae uniformemente. Non capiamo davvero perché la Terra abbia sviluppato questo mosaico di piatti. Ma è ciò che impedisce alla Terra di contrarsi. "
Il mercurio ha ancora un nucleo fuso, come la Terra. Man mano che il nucleo di Mercurio si raffredda lentamente, la densità di quel nucleo aumenta e diventa leggermente più piccola. Quando si restringe, la crosta esterna più fresca e rocciosa collassa leggermente, creando le scarpate e facendo contrarre leggermente il pianeta. Le contrazioni hanno probabilmente rimosso uno o due chilometri dal diametro di Mercurio negli ultimi 3, 9 miliardi di anni.
Marte, la cosa più vicina a un altro pianeta abitabile nel nostro sistema solare, è anche un pianeta roccioso costituito da materiale simile come Mercurio, Venere e Terra. Ma sembra avere un nucleo che è solo parzialmente fuso. Non ha un sistema di placche tettoniche attive. Molto tempo fa, Marte aveva sia un campo magnetico che un'atmosfera. Quando il campo è scomparso, l'atmosfera si è gassata nello spazio.
Potrebbe esserci una relazione tra nuclei fusi, tettonica a zolle e campi magnetici che consentono l'esistenza di una densa atmosfera?
"Quello che abbiamo scoperto ora da Mercurio è che non esiste nessun altro pianeta che conosciamo che sia tettonicamente attivo", afferma Watters. “Cercare di capire come si evolvono i pianeti rocciosi in questo sistema solare. . . . qual è lo spettro dell'evoluzione su un corpo roccioso? La tettonica a zolle è un elemento necessario per sviluppare la vita su un pianeta roccioso? Ci sono alcune cose davvero importanti da imparare. ”
