(CNN) —\u00a0Mercurio, el planeta m\u00e1s peque\u00f1o del Sistema Solar y el m\u00e1s cercano al Sol, podr\u00eda esconder bajo su superficie una capa de diamantes de hasta 18 kil\u00f3metros de espesor, seg\u00fan una nueva investigaci\u00f3n.<\/p>\n
Los diamantes podr\u00edan haberse formado poco despu\u00e9s de que Mercurio se convirtiera en planeta, hace unos 4.500 millones de a\u00f1os, a partir de una nube arremolinada de polvo y gas, en el crisol de un entorno de alta presi\u00f3n y alta temperatura. En ese momento, se cree que el incipiente planeta ten\u00eda una corteza de grafito que flotaba sobre un profundo oc\u00e9ano de magma.<\/p>\n
As\u00ed se ve Mercurio: misi\u00f3n de la ESA comparte im\u00e1genes del planeta que revelan un nuevo cr\u00e1ter de impacto<\/p>\n
Un equipo de investigadores recre\u00f3 ese ambiente abrasador en un experimento, con una m\u00e1quina llamada prensa de yunque que normalmente se utiliza para estudiar c\u00f3mo se comportan los materiales bajo presiones extremas, pero tambi\u00e9n para la producci\u00f3n de diamantes sint\u00e9ticos.<\/p>\n
«Se trata de una prensa enorme que nos permite someter muestras diminutas a la misma presi\u00f3n y temperatura elevadas que esperar\u00edamos encontrar en las profundidades del manto de Mercurio, en el l\u00edmite entre el manto y el n\u00facleo», explica Bernard Charlier, director del departamento de geolog\u00eda de la Universidad de Lieja en B\u00e9lgica y coautor de un estudio que recoge los resultados.<\/p>\n
El equipo introdujo una mezcla sint\u00e9tica de elementos (como silicio, titanio, magnesio y aluminio) en una c\u00e1psula de grafito, imitando la composici\u00f3n te\u00f3rica del interior de Mercurio en sus inicios. A continuaci\u00f3n, los investigadores sometieron la c\u00e1psula a presiones casi 70.000 veces superiores a las de la superficie terrestre y a temperaturas de hasta 2.000 \u00b0C (3.630 \u00b0F), reproduciendo las condiciones que probablemente se dieron cerca del n\u00facleo de Mercurio hace miles de millones de a\u00f1os.<\/p>\n
Una vez fundida la muestra, los cient\u00edficos observaron los cambios qu\u00edmicos y minerales en un microscopio electr\u00f3nico y observaron que el grafito se hab\u00eda convertido en cristales de diamante.<\/p>\n
Este mecanismo, afirman los investigadores, no s\u00f3lo puede darnos m\u00e1s informaci\u00f3n sobre los secretos ocultos bajo la superficie de Mercurio, sino sobre la evoluci\u00f3n planetaria y la estructura interna de exoplanetas con caracter\u00edsticas similares.<\/p>\n
Mercurio debe su superficie gris a la presencia generalizada de grafito, que es una forma de carbono. Los investigadores recrearon las altas temperaturas y la presi\u00f3n extremas del entorno primitivo del planeta para averiguar si el carbono podr\u00eda haberse transformado en cristales de diamante. Cr\u00e9dito: NASA\/Laboratorio de F\u00edsica Aplicada de la Universidad Johns Hopkins\/Instituci\u00f3n Carnegie de Washington<\/p>\n
Mercurio misterioso<\/p>\n
Mercurio es el segundo planeta m\u00e1s denso despu\u00e9s de la Tierra. Un gran n\u00facleo met\u00e1lico ocupa el 85% del radio de Mercurio, y es tambi\u00e9n el menos explorado de los planetas terrestres del sistema solar. La \u00faltima misi\u00f3n completada a Mercurio, llamada MESSENGER de la NASA, orbit\u00f3 el planeta entre marzo de 2011 y abril de 2015. Tambi\u00e9n conocida como la misi\u00f3n Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging, recopil\u00f3 datos sobre la geolog\u00eda, la qu\u00edmica y el campo magn\u00e9tico del planeta, antes de que la nave espacial se quedara sin combustible e impactara contra la superficie.<\/p>\n
«Sabemos que hay mucho carbono en forma de grafito en la superficie de Mercurio, pero hay muy pocos estudios sobre el interior del planeta», explica Yanhao Lin, cient\u00edfico del Centro de Investigaci\u00f3n Avanzada en Ciencia y Tecnolog\u00eda de Alta Presi\u00f3n de Beijing y coautor del estudio, publicado en junio en la revista acad\u00e9mica Nature Communications.<\/p>\n
«Comparado con la Luna o Marte, sabemos muy poco de Mercurio, tambi\u00e9n porque no tenemos ninguna muestra de la superficie del planeta», dijo Charlier. Mercurio es diferente de todos los dem\u00e1s planetas terrestres, a\u00f1adi\u00f3, porque est\u00e1 muy cerca del Sol y, por tanto, tiene una cantidad muy baja de ox\u00edgeno, lo que afecta a su qu\u00edmica.<\/p>\n
El equipo de investigaci\u00f3n utiliz\u00f3 una prensa de yunque, situada en el Centro de Investigaci\u00f3n Avanzada en Ciencia y Tecnolog\u00eda de Alta Presi\u00f3n de Beijing, para reproducir las condiciones que probablemente se dan cerca del n\u00facleo de Mercurio para el estudio. Cr\u00e9dito: Yanhao Lin<\/p>\n
Uno de los hallazgos de MESSENGER fue el hecho de que Mercurio es rico en carbono y su superficie es gris debido a la presencia generalizada de grafito, que es una forma de carbono. Los diamantes tambi\u00e9n est\u00e1n hechos de carbono puro, formado en condiciones espec\u00edficas de presi\u00f3n y temperatura. Los investigadores quer\u00edan comprobar si este proceso pudo haberse dado durante la formaci\u00f3n del planeta.<\/p>\n
Cuando Lin, Charlier y sus colegas estaban preparando el experimento para imitar el interior de Mercurio poco despu\u00e9s de la formaci\u00f3n del planeta, un elemento crucial fue el conocimiento de que el azufre tambi\u00e9n est\u00e1 presente en Mercurio, como hab\u00edan demostrado estudios anteriores. «Descubrimos que las condiciones son diferentes a las de la Tierra porque hay mucho azufre en Mercurio, lo que disminuy\u00f3 el punto de fusi\u00f3n de nuestra muestra», dijo Charlier.<\/p>\n
«Se fundi\u00f3 completamente a una temperatura m\u00e1s baja en comparaci\u00f3n con un sistema sin azufre, lo que es bueno para la estabilidad del diamante, porque al diamante le gusta la presi\u00f3n alta pero la temperatura m\u00e1s baja. Y esto es principalmente lo que nos dicen nuestros experimentos: el oc\u00e9ano de magma de Mercurio es m\u00e1s fr\u00edo de lo esperado, y tambi\u00e9n m\u00e1s profundo, como sabemos por la reinterpretaci\u00f3n de las mediciones geof\u00edsicas», a\u00f1adi\u00f3, refiri\u00e9ndose a los datos tambi\u00e9n de MESSENGER.<\/p>\n
Estos dos factores, seg\u00fan el estudio, son los que hacen posible la formaci\u00f3n de diamantes.<\/p>\n
\u00bfDiamantes en la superficie?<\/p>\n
Charlier advierte que el grosor de la capa de diamantes, entre 15 y 18 kil\u00f3metros, es s\u00f3lo una estimaci\u00f3n, y podr\u00eda cambiar porque el proceso de formaci\u00f3n de los diamantes a\u00fan est\u00e1 en curso, ya que el n\u00facleo de Mercurio sigue enfri\u00e1ndose.<\/p>\n
Tampoco es posible determinar el tama\u00f1o de cada uno de los diamantes. «No tenemos ninguna pista sobre su tama\u00f1o, pero un diamante est\u00e1 hecho s\u00f3lo de carbono, por lo que su composici\u00f3n deber\u00eda ser similar a la que conocemos en la Tierra. Parecer\u00edan diamantes puros», afirma.<\/p>\n
\u00bfPodr\u00edan extraerse los diamantes? Seg\u00fan Charlier, ser\u00eda imposible incluso con tecnolog\u00edas futuras m\u00e1s avanzadas, ya que se encuentran a una profundidad de unos 500 kil\u00f3metros. «Sin embargo, algunas lavas de la superficie de Mercurio se han formado por fusi\u00f3n del manto muy profundo. Es razonable considerar que este proceso es capaz de traer algunos diamantes a la superficie, por analog\u00eda con lo que ocurre en la Tierra», dijo.<\/p>\n
Este proceso de formaci\u00f3n de diamantes podr\u00eda estar ocurriendo en algunos de los exoplanetas que estamos descubriendo en nuestra galaxia, explic\u00f3 Charlier, si su qu\u00edmica tambi\u00e9n es baja en ox\u00edgeno como la de Mercurio. «Si un exoplaneta es m\u00e1s peque\u00f1o que Mercurio, el l\u00edmite entre el n\u00facleo y el manto ser\u00eda demasiado superficial y la presi\u00f3n demasiado baja, lo que impedir\u00eda la formaci\u00f3n de diamantes», explic\u00f3. «Pero un tama\u00f1o entre Mercurio y la Tierra, combinado con un bajo nivel de ox\u00edgeno, son condiciones favorables para obtener diamantes».<\/p>\n
Es posible que los cient\u00edficos sepan m\u00e1s pronto. Se espera que una misi\u00f3n llamada BepiColombo, compuesta por dos naves espaciales lanzadas en octubre de 2018, lleve a cabo la inserci\u00f3n en la \u00f3rbita de Mercurio en diciembre de 2025 despu\u00e9s de realizar una serie de sobrevuelos. La misi\u00f3n, dirigida por la Agencia Espacial Europea y la Agencia Japonesa de Exploraci\u00f3n Aeroespacial, estudiar\u00e1 el planeta desde la \u00f3rbita y revelar\u00e1 mucho m\u00e1s sobre su interior y sus caracter\u00edsticas.<\/p>\n
La colaboraci\u00f3n lleva el nombre del cient\u00edfico italiano Giuseppe «Bepi» Colombo, inventor de la maniobra de «asistencia gravitatoria» utilizada habitualmente para enviar sondas a otros planetas.<\/p>\n
«BepiColombo puede identificar y cuantificar posiblemente el carbono de la superficie, pero tambi\u00e9n si hay diamante en la superficie o m\u00e1s grafito», explic\u00f3 Charlier. «Esto no fue posible con MESSENGER, y las mediciones tambi\u00e9n ser\u00e1n m\u00e1s precisas, lo que nos proporcionar\u00e1 mejores estimaciones de la profundidad del l\u00edmite entre el n\u00facleo y el manto. Podremos probar de nuevo nuestra hip\u00f3tesis».<\/p>\n
Un importante paso adelante<\/p>\n
Sean Solomon, investigador principal de la misi\u00f3n MESSENGER de la NASA a Mercurio y cient\u00edfico investigador principal adjunto de la Universidad de Columbia en Nueva York, dijo que presenta «una idea interesante», pero que ser\u00e1 un reto para las futuras misiones a Mercurio poder confirmarla. «Cualquier capa de diamante de este tipo es profunda y relativamente delgada», dijo en un correo electr\u00f3nico. Solomon no particip\u00f3 en el estudio.<\/p>\n
«La t\u00e9cnica m\u00e1s prometedora es probablemente la sismolog\u00eda, porque las velocidades de las ondas s\u00edsmicas en el diamante son mucho mayores que las de las rocas del manto o el material del n\u00facleo, pero las mediciones s\u00edsmicas requerir\u00edan uno o m\u00e1s m\u00f3dulos de aterrizaje de larga duraci\u00f3n en la superficie de Mercurio», dijo Solomon. BepiColombo, la \u00fanica misi\u00f3n prevista en la actualidad para llegar a Mercurio, contaba originalmente con un m\u00f3dulo de aterrizaje, pero se suprimi\u00f3 debido a limitaciones presupuestarias.<\/p>\n
La nave espacial BepiColombo capt\u00f3 estas im\u00e1genes durante su tercer sobrevuelo de Mercurio el 19 de junio de 2023. Se aprecian numerosas caracter\u00edsticas geol\u00f3gicas, incluido el cr\u00e1ter de impacto Manley, recientemente bautizado. Cr\u00e9dito: ESA\/BepiColombo\/MTM<\/p>\n
Felipe Gonz\u00e1lez, f\u00edsico te\u00f3rico del departamento de Ciencias de la Tierra y Planetarias de la Universidad de California en Berkeley, que tampoco particip\u00f3 en el trabajo, dijo que el estudio representa un importante paso adelante en nuestra comprensi\u00f3n de los interiores planetarios y de c\u00f3mo se forman y evolucionan. Tambi\u00e9n cree que estudios interdisciplinarios como \u00e9ste son la clave para abordar los complejos problemas a los que nos enfrentamos en la ciencia actual.<\/p>\n
El mecanismo propuesto para la formaci\u00f3n de esta capa de diamante es plausible, a\u00f1ade Gonz\u00e1lez, pero sigue dependiendo en gran medida de nuestras hip\u00f3tesis sobre el interior de Mercurio. «Aunque a lo largo de los a\u00f1os se han establecido muy buenas restricciones a medida que estudiamos este planeta m\u00e1s profundamente, s\u00f3lo podemos aproximar su composici\u00f3n en nuestros modelos y experimentos a partir de mediciones indirectas», dijo por correo electr\u00f3nico.<\/p>\n
«Aun as\u00ed, este estudio sigue representando lo mejor que podemos hacer con lo que tenemos actualmente», a\u00f1adi\u00f3 Gonz\u00e1lez. «S\u00f3lo futuras misiones al planeta Mercurio dir\u00e1n si estas predicciones eran correctas. Por ahora, podemos centrarnos en mejorar nuestra comprensi\u00f3n de los materiales en estas condiciones extremas realizando m\u00e1s y mejores simulaciones y experimentos en nuestros laboratorios».<\/p>\n
The-CNN-Wire
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