Os cientistas que examinam depósitos vulcânicos na superfície do planeta usando sonda MESSENGER da NASA encontraram evidências de atividade explosiva como recentemente, em um bilhão de anos atrás. Estudos anteriores sobre a formação de crateras de outros fluxos de lava colocado atividade mais vulcânica em mais de 3,5 bilhões de anos no passado.
Os planetas rochosos como Mercúrio em órbita em torno de outras estrelas pode ter atividade vulcânica semelhante, liberando voláteis úteis para a evolução da vida na superfície. Com temperaturas que variam de -280 a 800 graus Fahrenheit (-173 a 427 graus Celsius), Mercúrio não é habitável, mas corpos rochosos semelhantes ao redor menor, estrelas mais frias estaria na zona habitável da sua estrela, a região onde a água líquida pode existir na superfície.
Na verdade, o vulcanismo no planeta quente tem uma forte semelhança com o vulcanismo na Lua, o que os cientistas dizem que é surpreendente por causa de suas diferenças.
"Tanto Mercúrio ea Lua são muito menores do que a Terra, e assim vai ter esfriado mais do que a Terra desde a sua formação. Por essa razão, um monte de modelos não poderia prever vulcanismo nos últimos dois bilião anos ", o autor Rebecca Thomas, da Universidade Aberta, no Reino Unido, disse à revista Astrobiology por e-mail.
Kuniyoshi, uma nova cratera em Mercúrio menos de um bilhão de anos de idade mostrado abaixo, contém aberturas vulcânicas em sua borda e paredes. Porque as aberturas de ventilação não teria sobrevivido ao impacto, os cientistas concluíram que deve ser mais jovem do que a de um bilhão de anos de idade cratera.
"O fato de que ambos têm evidências para tal vulcanismo, apesar de suas diferentes estruturas internas e histórias geológicas, sugere ou que os nossos modelos térmicos estão errados, ou que existe uma causa comum para o prolongamento de tal atividade vulcânica."
Quando Mariner 10 da NASA sobrevoou Mercúrio em 1974, capturou características mais tarde identificados como planícies de lava criados por vulcanismo efusivo, onde a lava flui de uma abertura no chão. Em 2009, estudos realizados pela sonda MESSENGER identificado poços irregulares no planeta rochoso com os depósitos que estavam mais vermelhos do que a média planetária, quando visto em comprimentos de onda visíveis e do infravermelho próximo. Os cientistas identificaram o material avermelhado como depósitos piroclásticos formados por vulcanismo explosivo.
Após a identificação dos primeiros depósitos piroclásticos, os cientistas procurou outras regiões para indícios de atividade vulcânica explosiva. Thomas e sua equipe encontraram 150 grupos de covas vulcânicas com depósitos vermelhos brilhantes para indicar que a lava se violentamente avançou pelo meio da crosta. Usando crateras para determinar a idade dos depósitos, eles descobriram que eles ocorreram entre 4100 milhões anos atrás- não muito tempo após o nascimento do planeta - até cerca de um bilhão de anos atrás.
Os vulcões formados não são cones íngremes como os que muitas vezes identificados na Terra. Em vez disso, os depósitos formam um anel ao redor da abertura para cerca de 3,5 milhas (6 quilômetros), e depois uma zona de depósitos finos espalhados cerca de três vezes mais longe, disse Thomas.
Embora os depósitos Thomas e sua equipe procurou aparecer mais vermelho do que o resto do planeta, eles são tão escuros que ficaria negro contra a superfície brilhante da Lua, disse ela. Material ejetado perto das aberturas pode ter sido tão quente que soldados juntos na aterrissagem, parecendo mais com fluxos de lava ou gotas de cera derretida. Mais adiante, os fragmentos de magma teria tido mais tempo para esfriar antes de pousar, formando pequenas esferas de vidro que se assemelham a esferas finas. Na Lua, essas esférulas vêm em várias cores, dependendo das mudanças na composição.
"Quando os astronautas da Apollo 17 foi para a Lua, eles encontraram solo cor-de-laranja, e eles perceberam que minúsculas esferas de vidro de uma erupção vulcânica foi o que fez com que pareça laranja", Laura Kerber, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, disse Astrobiology Magazine em um e-mail. Kerber, que não estava envolvido na nova pesquisa, estuda vulcanismo explosivo em Marte, Mercúrio e Terra.
Identificar esses recursos no Mercury tem sido o que Kerber chama de "um desafio especial." Na Lua, a presença de ferro permitiu aos cientistas mapear diferentes minerais. Mas na superfície de Mercúrio, há tão pouco o ferro que a identificação da composição da massa é mais difícil.
"MESSENGER dispõe de vários instrumentos, tais como um espectrômetro de raios-X e raios gama e espectrômetro de nêutrons, o que nos permite aprender sobre composição de Mercúrio em outras formas", disse Kerber. "Ainda assim, seria muito bom para nós ter uma amostra de Mercúrio aqui na Terra para estudar de perto. Muitas descobertas surpreendentes foram feitas utilizando as esferas piroclásticos que os astronautas da Apollo foram trazidas da Lua ".
Embora a maior parte do vulcanismo em Mercúrio tomou a forma de lava lento, parte dele foi bastante violento. "Em vulcanismo explosivo, gases que foram originalmente dissolvidos no magma destruí-la quando ela atinge as condições de baixa pressão de superfície do planeta", disse Thomas.
"Pedaços de magma, blocos rasgado da parede do respiradouro, e cinzas finas são ejetadas violentamente. Na Terra, estas seriam as erupções mais destrutivas. "
Kerber compara o processo para a física envolvida em uma bebida carbonatada. Em uma lata de refrigerante, o dióxido de carbono é empurrado para dentro, enquanto a forma líquida sob alta pressão. Quando a garrafa é aberta e a pressão libertada, formam bolhas de dióxido de carbono como a salta para trás para a fase gasosa.
Materiais conhecidos como voláteis, elementos ou compostos susceptíveis de entrar na fase gasosa, quando aquecida, funcionar de forma similar ao dióxido de carbono do refrigerante. Mais voláteis resultar em mais gás, fazendo a erupção mais provável de ser explosiva.
Além disso, os cientistas pensam que um impacto no início de vida do planeta evaporou a maior parte da crosta, vaporizando a maioria de seus componentes voláteis. "Assim, a presença de vulcanismo explosivo em Mercúrio é um pouco surpreendente", disse Kerber.
Enquanto o lava rasteira lento de erupções efusivas pode ter uma forte semelhança com os fluxos observados no vulcão Kilauea, no Havaí, as erupções mais explosivas em Mercúrio seriam diferentes das da Terra.
Mercúrio é um planeta menor, com menor gravidade, o que significa que o material ejetado de um vulcão no planeta rochoso quente iria voar mais longe do que se expelido por uma erupção baseado na Terra com a mesma velocidade.
O mercúrio também não tem atmosfera, em comparação com a espessura de uma terra circundante, o que significa que não haveria qualquer pressão de ar para manter o gás a partir de propagação. Como resultado, Kerber disse, os gases se expandem mais rapidamente e de forma explosiva do que seria na Terra. A falta de atmosfera também manter as partículas que viajam em uma trajetória simples, sem os efeitos da turbulência ou vento.
"Em Mercúrio, você não veria esvoaçante nuvens de cinzas como na Terra. Em vez disso, seria como um fogo de artifício Roman Candle, com fragmentos incandescentes espalhando em todas as direções ", disse Thomas.
Vulcanismo pode ajudar os cientistas a entender a composição, estrutura interna de um planeta e até mesmo como se formou. Como Mercury esfria, ele se contrai, criando características conhecidas como "cumes rugas", como a crosta puxa para mais perto juntos. Esta contração, juntamente com o resfriamento, é improvável que a atividade vulcânica teria continuado na parte final da história geológica do planeta uma razão cientistas pensavam, disse Thomas.
Esses depósitos podem estar presentes em exoplanetas - planetas orbitando outras estrelas - se, também, são corpos rochosos sem uma atmosfera. De acordo com Kerber, mais longe um planeta está de uma estrela, mais voláteis, é provável que tenha. Da mesma forma, planetas maiores esfriar mais lento, também sugerindo atividade vulcânica mais.
Estudos recentes têm sugerido que os planetas rochosos como Mercúrio orbitando estrelas menores e menos brilhante que o sol classe conhecida como 'M dwarfs'-seria capaz de sediar a fotossíntese em sua superfície.
"Se um exoplaneta de um tamanho similar estavam na zona habitável de sua estrela, o calor da erupção vulcânica é uma boa fonte de energia, e os compostos de suporte vulcânica ela libera para a superfície pode ser usado como nutrientes", disse Thomas.
Exoplanetas também poderia ajudar a esclarecer o mistério da formação de Mercúrio, como os cientistas vêm para entender a composição interna de outros planetas rochosos pequenos, close-órbita.
Mercury se destaca de outros planetas do Sistema Solar, pois tem um núcleo de ferro maciço que domina o interior. Menos de 20 por cento do raio do planeta é feita pela crosta e manto.
O poço de forma irregular dentro da cratera Para Ngoc Van é pensado para ter formado através de vulcanismo explosivo. Crédito: Laboratório de Física NASA / Johns Hopkins University Applied / Carnegie Institution of Washington
O poço de forma irregular dentro da cratera Para Ngoc Van é pensado para ter formado através de vulcanismo explosivo.
Crédito: Laboratório de Física NASA / Johns Hopkins University Applied / Carnegie Institution of Washington
Alguns modelos propõem que o núcleo de grandes dimensões é devido a um impacto mais cedo na sua vida - o mesmo impacto que os cientistas pensavam teria evaporado a maior parte dos produtos voláteis, quando a maior parte da crosta e manto foram perdidos. A maior parte do ferro permaneceu, mas no núcleo do planeta, em vez de na sua superfície. Outros sugerem que assim formado devido a sua estreita órbita em torno do Sol
"Na verdade, essa é uma das coisas mais excitantes que poderia aprender vendo os exoplanetas que também estão perto de sua estrela. Era um planeta como Mercúrio inevitável em que a distância do Sol, ou é o resultado de uma enorme catástrofe? ", Disse Thomas.
A pesquisa foi publicada na revista Geophysical Research Letters, em setembro de 2014.
A imagem na parte superior da página de uma série de aberturas de lavas acredita-se ser uma fonte de erupções no planeta. Crédito: Laboratório de Física NASA / Johns Hopkins University Applied / Carnegie Institution
The Daily Galaxy via Astrobio.net
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