Il più piccolo pianeta del sistema solare, Mercurio ha una forte somiglianza con la luna della Terra. Come gli altri tre pianeti terrestri, Mercurio contiene un nucleo circondato da un mantello e da una crosta. Ma il nucleo di Mercurio costituisce una porzione più grande del pianeta rispetto agli altri del sistema solare, suggerendo un inizio caotico.

La superficie di Mercurio

Le prime immagini di Mercurio rivelarono un pianeta roccioso e craterizzato che assomigliava molto alla luna della Terra. I primi giorni del sistema solare, subito dopo la formazione del pianeta roccioso, sono stati violenti, con collisioni costanti, e le condizioni su Mercurio hanno conservato le prove di molti di questi impatti.

Quando l’orbiter MESSENGER della NASA ha visitato il pianeta nel 2008, è diventato il primo veicolo spaziale a intravedere l’intera estensione del bacino Caloris, una delle caratteristiche di impatto più grandi e più giovani del sistema solare. Il cratere si estende per circa 960 miglia (1.550 chilometri) sulla superficie del pianeta ed è circondato da un anello di montagne alte 1,2 miglia (2 km). Le bocche vulcaniche che circondano il bordo del bacino suggeriscono che il vulcanismo ha contribuito a modellare il piccolo mondo.

Altre prove del vulcanismo includono diverse pianure che hanno levigato alcuni dei primi crateri. La maggior parte delle pianure sono coperte da crateri, suggerendo che il vulcanismo ha avuto luogo molto tempo fa. Tuttavia, MESSENGER ha trovato che i pavimenti di molti crateri sono stati inclinati, e parte del pavimento del bacino Caloris è stato sollevato sopra il suo bordo. La scoperta suggerisce che Mercurio è rimasto attivo ben dopo la sua nascita.

“Non è fuori questione che Mercurio sia ancora attivo oggi, anche se noto che questo non è molto probabile”, Maria Zuber, uno scienziato planetario presso il Massachusetts Institute of Technology ha detto a Space.com nel 2012. “Di sicuro non abbiamo osservato un’eruzione o un’estrusione attiva.”

Uno dei più giovani bacini di impatto di Mercurio, Rachmaninoff, ha solo un miliardo di anni. Il bacino d’impatto dell’anello di picco (290 km) di diametro ha pianure lisce sul suo pavimento che suggeriscono flussi di lava. Il punto più basso del pianeta si trova all’interno del bacino.

“Noi interpretiamo queste pianure come i più giovani depositi vulcanici che abbiamo ancora trovato su Mercurio”, ha detto nel 2010 Louise Prockter, vice scienziato del progetto MESSENGER del Jet Propulsion Laboratory in California.

Anche se le temperature sul pianeta possono raggiungere i 801 gradi Fahrenheit (427 gradi Celsius), MESSENGER ha rilevato acqua-ghiaccio sulla sua superficie nelle porzioni in ombra di alcuni dei crateri polari, dove il sole non arriva. Secondo la NASA, una misteriosa materia organica scura copre parte del ghiaccio, lasciando gli scienziati perplessi.

Oltre a testimoniare il vulcanismo precoce del pianeta, le pianure lisce mostrano anche prove di creste rugose, create quando il pianeta si è schiacciato. Questo riavvicinamento è avvenuto molto probabilmente quando l’interno si è raffreddato. Anche se una certa compressione è comune tra i corpi del sistema solare, la compressione di Mercurio, quando ha tirato più strettamente su se stesso, è la più significativa ancora vista. Gli scienziati stimano che il raggio del pianeta si è ridotto da 0,6 a 1,2 miglia (da 1 a 2 chilometri) quando la temperatura interna è scesa in profondità.

Un corpo piccolo come Mercurio avrebbe difficoltà a mantenere un’atmosfera nel migliore dei casi. A causa della distanza ravvicinata tra Mercurio e il sole, Mercurio sente anche il peso del vento solare, che spazza via costantemente la sottile atmosfera che il pianeta riesce a raccogliere. Con solo la più trascurabile delle atmosfere, le temperature della notte e del giorno differiscono drammaticamente.

La sottile atmosfera permette alla maggior parte dei raggi cosmici di bombardare il pianeta, togliendo i neutroni agli elementi che si trovano sulla superficie. MESSENGER ha studiato il materiale cacciato e ha trovato tracce di potassio e silicio, suggerendo che gli elementi si trovano sulla superficie del pianeta.

La crosta di Mercurio è probabilmente molto sottile, più sottile di quella della Terra. Il guscio esterno è spesso solo circa 300-400 miglia (500-600 km).

Il pianeta non ha tettonica a placche, che è parte della ragione per cui la superficie craterizzata si è conservata per miliardi di anni.

Il nucleo della materia

Anche se è il pianeta più piccolo, Mercurio è il secondo più denso, superato solo dalla Terra. Gli scienziati hanno usato la densità calcolata per determinare che Mercurio ha un grande nucleo metallico. Con un raggio di 1.100-1.200 miglia (1.800-1.900 km), il nucleo costituisce circa l’85% del raggio del pianeta. Le immagini radar prese dalla Terra hanno rivelato che il nucleo è liquido fuso, piuttosto che solido.

Il nucleo di Mercurio ha più ferro di qualsiasi altro pianeta del sistema solare. Gli scienziati pensano che questo abbia a che fare con la sua formazione e la sua vita iniziale. Se il pianeta si è formato rapidamente, le temperature crescenti del sole in evoluzione potrebbero aver vaporizzato gran parte della superficie esistente, lasciando solo un guscio sottile.

Un’altra alternativa è che un Mercurio più grande sia stato colpito nella sua vita iniziale, durante gli inizi violenti e caotici del sistema solare. Un tale impatto potrebbe aver strappato via gran parte del suo guscio esterno, lasciando un nucleo troppo grande per rimanere pianeta.

Il nucleo di ferro di Mercurio genera un campo magnetico circa l’uno per cento più forte di quello della Terra. Il campo è abbastanza attivo, interagendo frequentemente con il vento solare e incanalando il plasma dal sole alla superficie del pianeta. L’idrogeno e l’elio catturati dal vento solare contribuiscono a creare parte della sottile atmosfera di Mercurio.

Tracciando con precisione MESSENGER, gli scienziati sono stati in grado di misurare il campo gravitazionale del pianeta. Hanno determinato che il mondo roccioso ha dei “masconi”, massicce concentrazioni gravitazionali associate a grandi bacini di impatto.

“Questi sono stati scoperti per la prima volta sulla luna nel 1968 e hanno causato grandi problemi nel programma Apollo perché hanno strattonato le navicelle a bassa orbita e reso difficile la navigazione”, ha detto Zuber.

“Successivamente, i mascons sono stati scoperti su Marte, e ora scopriamo che Mercurio li ha, quindi sembrano essere una caratteristica comune dei corpi planetari terrestri.”

Ma il pianeta ha le sue differenze. Recenti misurazioni del suo campo magnetico hanno scoperto che è tre volte più forte nel suo emisfero nord che in quello sud. I ricercatori hanno usato questo strano offset per creare un modello del nucleo.

Il nucleo di ferro della Terra ha una regione solida interna e una parte liquida esterna. Mentre il nucleo interno cresce, fornisce l’energia dietro il campo magnetico della Terra. Ma lo strano campo magnetico del pianeta suggerisce che il ferro si trasforma da liquido a solido alla periferia del nucleo.

“È come una tempesta di neve in cui la neve si è formata in cima alla nuvola e al centro della nuvola e anche sul fondo della nuvola”, ha detto il professore dell’UCLA Christopher Russell in una dichiarazione.

“Il nostro studio del campo magnetico di Mercurio indica che il ferro sta nevicando in tutto questo fluido che alimenta il campo magnetico terrestre”.

Entrambi i nuclei contengono elementi più leggeri insieme al ferro, impedendo che il tutto si solidifichi e alimenti il campo magnetico. Il tutto è probabilmente coperto da un guscio solido di ferro e zolfo, creando un effetto di stratificazione non noto per esistere sugli altri pianeti terrestri.

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