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Sulla superficie di Mercurio c’è molto meno biossido di silicio di quanto si pensasse, e questo dettaglio apparentemente tecnico racconta una storia piuttosto violenta: il pianeta più piccolo del Sistema solare ha avuto un passato vulcanico molto più caldo del previsto, con lave risalite da zone profonde del mantello fuse in modo estremo. La nuova stima parla di circa 37 per cento di biossido di silicio in massa, fino al 25 per cento in meno rispetto ai valori considerati validi finora.
Il lavoro arriva dal Max Planck Institute for Solar System Research, in Germania, insieme alle Università di Münster e Göttingen, ed è stato pubblicato sulla rivista Planetary Research, una pubblicazione ad accesso aperto di tipo Diamond, quindi consultabile gratuitamente. Per capire perché il numero conti così tanto, serve ricordare cosa sia quel composto: un atomo di silicio e due di ossigeno, banalissimo sulla Terra, dove si trova puro nella sabbia ed è un ingrediente di base delle rocce vulcaniche. Basalto, andesite e granito possono arrivare a contenerne fino al 75 per cento.
Un mantello che si è fuso in profondità
Mercurio e la Terra hanno preso strade opposte dopo la formazione. Il pianeta più vicino al Sole si è raffreddato in fretta e l’attività vulcanica potrebbe essersi fermata già circa un miliardo di anni dopo la nascita, lasciando una crosta rocciosa solida e continua. La Terra invece non si è mai fermata, tra vulcani e tettonica a placche che rimescolano tutto di continuo.
Il meccanismo chimico è abbastanza intuitivo. Quando un mantello fuso si raffredda, le prime rocce a solidificare contengono poco biossido di silicio, mentre il composto si concentra sempre di più nel fuso che resta. Le lave che arrivano in superficie nelle fasi tardive, quindi, ne portano di più. Trovarne poco significa che quella sequenza è andata diversamente.
“I nostri risultati suggeriscono che le rocce vulcaniche su Mercurio si siano formate da materiale del mantello fuso a profondità maggiori di quanto ipotizzato finora”, ha spiegato Christian Renggli, primo autore dello studio e responsabile del gruppo di ricerca “Experimental Laboratory Magma Ocean” all’MPS. Un’alternativa resta aperta: la crosta potrebbe aver contenuto in origine più biossido di silicio e averne perso l’ossigeno nel tempo.
Sferette di vetro e un collaudo sulla Luna
Nessuno ha mai raccolto un campione di roccia su Mercurio, nessun lander ha mai lavorato lì, quindi tutto passa dal telerilevamento. La radiazione infrarossa emessa dalla superficie racconta quali minerali ci siano, ma tradurre quei segnali in numeri affidabili è il punto delicato. I ricercatori hanno quindi prodotto in laboratorio minuscole sfere di vetro, mezzo millimetro di diametro ciascuna, con una quantità di biossido di silicio nota con precisione, misurandone poi le proprietà nell’infrarosso.
“Le sfere di vetro hanno una funzione simile ai pesi di taratura di una bilancia”, ha chiarito Iris Weber dell’Università di Münster. “Il loro peso è noto con precisione. Permettono quindi di interpretare correttamente l’equilibrio della bilancia.”
Prima di puntare su Mercurio, il metodo è stato collaudato sulla Luna, che offre sia osservazioni dettagliate sia campioni reali riportati a Terra. Usando i dati del Lunar Reconnaissance Orbiter della NASA, in orbita dal 2009, il gruppo ha realizzato la prima mappa completa del contenuto di biossido di silicio sulla superficie lunare, confrontandola poi con le rocce raccolte da missioni con e senza equipaggio. “La Luna è una specie di pietra di paragone, e un passaggio concettuale importante sulla strada verso Mercurio”, ha detto Renggli.
Superato il test, sono arrivate le osservazioni infrarosse del pianeta raccolte da Terra, tra cui quelle del telescopio Bok allo Steward Observatory, in Arizona. Da lì il 37 per cento. La verifica vera tocca a BepiColombo, la missione composta da due sonde separabili fornite da ESA e JAXA, attesa in orbita attorno a Mercurio a novembre di quest’anno. Il primo passo è avvenuto il 3 settembre 2026, con il distacco delle due sonde dal modulo di trasporto. A bordo c’è MERTIS, sviluppato sotto la guida del DLR con l’Istituto di Planetologia dell’Università di Münster, che raccoglierà misure infrarosse molto più precise e ad alta risoluzione.
