Mercurio si sta restringendo più del previsto

Mercurio è il pianeta più vicino al Sole e viene spesso pensato come un mondo lontano e perennemente arrostito dalla nostra stella. La sua temperatura superficiale può raggiungere i 430 °C, ma gli effetti di questo riscaldamento non si fanno sentire più di tanto nelle strutture più intime del pianeta. Da miliardi di anni, infatti, il suo nucleo metallico si sta raffreddando e la sua contrazione sta facendo accartocciare il pianeta. Il fenomeno era noto da tempo, ma secondo una nuova analisi Mercurio si è ristretto molto più di quanto si pensasse in precedenza.

Non è insolito che i pianeti e gli altri corpi celesti si deformino e restringano nel corso del tempo, proprio per via del raffreddamento delle loro parti più interne. La maggior parte dei minerali che li costituiscono tende infatti a espandersi con il calore e a restringersi quando si raffredda, un po’ come fanno i binari di una ferrovia. È quasi sempre un processo estremamente lento e per questo difficile da misurare su scale temporali umane.

Le stime precedenti sulla contrazione di Mercurio erano variabili, con una riduzione del raggio che andava dai due ai sette chilometri a seconda degli studi. La nuova analisi, da poco pubblicata sulla rivista Geophysical Research Letters, ha invece stimato una riduzione del raggio di quasi 12 chilometri, su un raggio medio del pianeta di circa 2.440. La contrazione potrebbe essere stata quindi sottostimata del 10-30 per cento, a seconda degli studi di partenza usati come riferimento.

Come per altri pianeti, la contrazione di Mercurio è una sorta di termometro indiretto della sua evoluzione interna, perché aiuta a capire qualcosa su quanto si siano raffreddate le sue parti più intime e sulle caratteristiche del suo nucleo.

Per stimare quanto si sia ristretto Mercurio nei suoi circa 4,5 miliardi di anni di esistenza, il gruppo di ricerca ha analizzato le tracce della contrazione sulla superficie del pianeta. Sono state analizzate in particolare le grandi scarpate a lobi, riconoscibili per la loro forma a gradino con margini arrotondati, prodotte dalla compressione della crosta planetaria. Misurandole è possibile risalire a quanto si sia accorciata la superficie in vari punti del pianeta, in modo da ricostruire poi la riduzione del raggio. È un approccio che funziona, ma il gruppo di ricerca si è chiesto fino a che punto.

La ricerca di una risposta è passata dai dati sulle caratteristiche superficiali di Mercurio raccolti dalla sonda Messenger, quando era in orbita intorno al pianeta una decina di anni fa. Dai dati è stata ricavata una mappa globale della sua rugosità ed è stata confrontata con la posizione delle scarpate e delle altre strutture certamente legate alla contrazione. Dal confronto è emerso che queste ultime sono molto più numerose nelle zone relativamente lisce, mentre diventano più difficili da individuare dove il terreno è più accidentato.

Lo studio delle deformazioni è pienamente efficace se le strutture geologiche visibili oggi sono una buona rappresentazione di tutte quelle che si sono formate nel corso del tempo, ma in miliardi di anni sulla superficie dei pianeti con scarsa atmosfera come Mercurio succede un po’ di tutto. Alcuni rilievi e segni delle contrazioni possono per esempio essere nascosti dai materiali prodotti dall’impatto di un altro corpo celeste, che ha generato un cratere sulla superficie. In molti casi, più una superficie è rugosa, più è difficile riconoscere una vecchia scarpata, che potrebbe offrire informazioni utili per calcolare la contrazione complessiva del pianeta.

Il gruppo di ricerca ha quindi cercato di correggere questo effetto di mascheramento, stimando quanta deformazione potesse essere sfuggita all’analisi proprio nelle zone più rugose. In questo modo ha ottenuto il dato di 11,6 chilometri di restringimento del raggio, che ritiene più accurato, rispetto alle stime precedenti. Lo studio ricorda comunque che il valore potrebbe non essere definitivo, visto che considerando solamente le deformazioni più evidenti si arriva a meno di un chilometro di contrazione in più rispetto ai calcoli precedenti.

Uno dei limiti della nuova ricerca è il livello di risoluzione che è stato possibile applicare, su una scala di 10 chilometri, che inevitabilmente ha escluso le deformazioni più piccole e difficili da identificare. Ma tra qualche tempo potrebbe essere possibile fare una stima ancora più accurata, grazie alla missione BepiColombo dell’Agenzia spaziale europea (ESA) che nei prossimi mesi inizierà le proprie misurazioni. Il suo altimetro laser dovrebbe permettere di studiare le rugosità su scale molto più piccole, fino a 100 metri, e quindi verificare meglio il rapporto tra l’età della superficie, la rugosità in generale e le deformazioni dovute ai movimenti di restringimento. I risultati potrebbero aiutare gli astronomi a capire molte cose, non solo sull’invecchiamento di Mercurio.

Confrontare i dati sulla contrazione dedotti dall’analisi delle strutture di superficie con quelli previsti dai modelli permette di capire se le ricostruzioni del raffreddamento dei pianeti rocciosi sono plausibili e quanto calore abbiano perso nel tempo. È un confronto che riguarda anche altri corpi celesti.

La Luna mostra a sua volta segni della propria contrazione e gli stessi metodi possono aiutare a capire meglio come si sono raffreddati i pianeti rocciosi del Sistema solare, compresa la Terra. In questo senso, le rughe sulla superficie di Mercurio sono una specie di memoria del suo passato termico: leggerle meglio significa provare a capire che cosa è successo al suo interno negli ultimi quattro miliardi e mezzo di anni.