Mercúrio pode ter uma espessa camada de diamantes centenas de milhas abaixo de sua superfície, mostra um novo estudo. As descobertas, publicadas em 14 de junho no periódico Comunicações da Naturezapode ajudar a resolver mistérios sobre a composição do planeta e seu campo magnético peculiar.
Mercúrio é cheio de mistérios. Por um lado, tem um campo magnético. Embora seja muito mais fraco que o da Terra, o magnetismo é inesperado porque o planeta é minúsculo e parece ser geologicamente inativo. Mercúrio também tem manchas superficiais anormalmente escuras que a missão Messenger da NASA identificou como grafite, uma forma de carbono.
Essa última característica foi o que despertou a curiosidade de Yanhao Linum cientista da equipe do Centro de Pesquisa Avançada em Ciência e Tecnologia de Alta Pressão em Pequim e coautor do estudo. O conteúdo extremamente alto de carbono de Mercúrio “me fez perceber que algo especial provavelmente aconteceu em seu interior”, disse ele em um declaração.
Apesar das estranhezas de Mercúrio, os cientistas suspeitam que ele provavelmente se formou da mesma forma que outros planetas terrestres: do resfriamento de um oceano de magma quente. No caso de Mercúrio, esse oceano provavelmente era rico em carbono e silicato. Primeiro, metais coagularam dentro dele, formando um núcleo central, enquanto o magma restante se cristalizou no manto médio e na crosta externa do planeta.
Durante anos, os pesquisadores pensaram que a temperatura e a pressão do manto eram altas o suficiente para carbono para formar grafite, que, sendo mais leve que o manto, flutuou até a superfície. Mas um 2019 estudar sugeriu que o manto de Mercúrio pode ser 80 milhas (50 quilômetros) mais profundo do que se pensava anteriormente. Isso aumentaria consideravelmente a pressão e a temperatura na fronteira entre o núcleo e o manto, criando condições onde o carbono poderia se cristalizar em diamante.
Para investigar essa possibilidade, uma equipe de pesquisadores belgas e chineses, incluindo Lin, preparou sopas químicas que incluíam ferro, sílica e carbono. Essas misturas, semelhantes em composição a certos tipos de meteoritosacredita-se que imitem o oceano de magma do Mercúrio infantil. Os pesquisadores também inundaram essas sopas com quantidades variadas de sulfeto de ferro; eles imaginaram que o oceano de magma continha cargas de enxofre, já que a superfície atual de Mercúrio também é rica em enxofre.
Relacionado: Urano e Netuno não são feitos do que pensávamos, sugere novo estudo
Usando uma prensa de bigorna múltipla, a equipe submeteu as misturas químicas a pressões esmagadoras de 7 gigapascais — aproximadamente 70.000 vezes a pressão da atmosfera da Terra ao nível do mar — e temperaturas de até 3.578 graus Fahrenheit (1.970 graus Celsius). Essas condições extremas simulam aquelas nas profundezas de Mercúrio.
Além disso, os pesquisadores usaram modelos de computador para obter medições mais precisas da pressão e temperatura na fronteira núcleo-manto de Mercúrio, além de simular as condições físicas sob as quais grafite ou diamante seriam estáveis. Tais modelos de computador, de acordo com Lin, nos contam sobre as estruturas fundamentais do interior de um planeta.
Os experimentos mostraram que minerais como a olivina provavelmente se formaram no manto — uma descoberta que foi consistente com estudos anteriores. No entanto, a equipe também descobriu que adicionar enxofre à mistura química fez com que ela se solidificasse apenas em temperaturas muito mais altas. Essas condições são mais favoráveis para a formação de diamantes. De fato, as simulações de computador da equipe mostraram que, sob essas condições revisadas, os diamantes podem ter se cristalizado quando o núcleo interno de Mercúrio se solidificou. Como era menos denso que o núcleo, ele então flutuou até o limite núcleo-manto. Os cálculos também mostraram que os diamantes, se presentes, formam uma camada com uma espessura média de cerca de 9 milhas (15 km).
Minerar essas gemas não é exatamente viável, no entanto. Além das temperaturas extremas do planeta, os diamantes estão muito profundos — cerca de 300 milhas (485 km) abaixo da superfície — para serem extraídos.
Mas as pedras preciosas são importantes por um motivo diferente: elas podem ser responsáveis pelo campo magnético de Mercúrio. Os diamantes podem ajudar a transferir calor entre o núcleo e o manto, o que criaria diferenças de temperatura e faria o ferro líquido girar, criando assim um campo magnético, explicou Lin.
Os resultados também podem ajudar a explicar como as águas ricas em carbono exoplanetas evoluir. “Os processos que levaram à formação de uma camada de diamante em Mercúrio também podem ter ocorrido em outros planetas, potencialmente deixando assinaturas semelhantes”, disse Lin.
Mais pistas podem vir da BepiColombo, uma missão conjunta da Agência Espacial Europeia e da Agência de Exploração Aeroespacial do Japão. Lançada em 2018, a espaçonave está programada para começar a orbitar Mercúrio em 2025.
