¿Por qué hay hielo en el planeta más cercano al Sol?

Cuando pensamos en cuerpos celestes que contienen hielo, en seguida nos vienen a la cabeza los mundos lejanos que pueblan los confines congelados del sistema solar, como los satélites de los gigantes gaseosos o los planetas enanos. Pero, en 2012, la sonda MESSENGER hizo una confirmó algo sorprendente: que hay agua congelada en la superficie de Mercurio. ¿Cómo es posible que exista hielo sobre el planeta más cercano al Sol?

Planeta infernal

Mercurio se encuentra unas 2,7 veces más cerca del Sol que la Tierra, así que, a primera vista, podría parecer dar la impresión de que debería recibir 2,7 veces más radiación solar que la Tierra. Pero esa intuición estaría equivocada porque la intensidad de la luz aumenta y disminuye con el cuadrado de la distancia. Dicho de otra manera, la intensidad de la radiación solar que incide sobre Mercurio es casi 7 veces superior a la que alcanza la Tierra. Como resultado, la superficie de este planeta alcanza los 430ºC, una temperatura lo bastante alta para fundir el plomo.

Ahora bien, hay que tener en cuenta que la superficie mercuriana sólo alcanza esa temperatura cuando se encuentra en la cara iluminada por el Sol. Como Mercurio tarda 58 días en completar una vuelta sobre su eje, cada punto de su superficie permanece 29 días iluminada y otros 29 en total oscuridad. Y, cuando cae la noche, las rocas calientes de su superficie irradian todo su calor al espacio y su temperatura se desploma hasta los -180ºC.

Pero el hielo que se ha encontrado en Mercurio no se forma cuando cae la noche sobre su superficie porque este planeta no posee una atmósfera ni vapor de agua que caiga sobre el terreno en forma de hielo al enfriarse, como ocurre en la Tierra. El hielo de Mercurio sólo puede existir en los puntos más resguardados de la luz solar de su superficie.

Hielo polar

El eje de rotación de la Tierra está inclinado unos 23,5º respecto al plano de su órbita. Esta inclinación es la razón por la que nuestro planeta experimenta las estaciones y también asegura que los polos terrestres congelados reciben luz solar de manera más o menos directa durante una parte del año.

En cambio, la inclinación del eje de rotación de Mercurio es de sólo 2º. Al rotar de manera prácticamente perpendicular al plano de su órbita, en las regiones polares de este planeta el Sol siempre permanece muy cerca del horizonte y su luz nunca llega a alcanzar el fondo de los cráteres más profundos, que están sumidos en una oscuridad perpetua. Como, además, Mercurio no posee una atmósfera que pueda absorber el calor de nuestra estrella y distribuirlo por su superficie, el fondo de sus cráteres polares se mantiene siempre a temperaturas bajísimas.

En el fondo estos cráteres eternamente oscuros y fríos es donde el radar de la sonda MESSENGER detectó agua congelada, probablemente enterrada bajo una capa de regolito (roca pulverizada) que impide que se sublime. Y no se trata precisamente de una cantidad pequeña: se estima que en Mercurio hay suficiente hielo como para cubrir la ciudad de Washington D.C. con una capa de 4 kilómetros de espesor de agua congelada.

Origen incierto

Aunque aún no se conoce el origen exacto del hielo polar de Mercurio, lo más probable es que la mayoría fuera depositada sobre el planeta por alguna fuente de agua externa. Por ejemplo, el incesante bombardeo de pequeños micrometeoritos ricos en sustancias congeladas durante miles de millones de años podría haber proporcionado suficiente hielo como para explicar la cantidad de agua que se observa hoy en día.

Sin embargo, un estudio de 2018 sugirió que los depósitos de hielo se tuvieron que formar hace relativamente poco tiempo porque sus contornos están bien definidos y no se han erosionado demasiado. Los autores de este estudio analizaron la posibilidad de que la mayor parte del hielo de Mercurio hubiera llegado al planeta a bordo del objeto que formó el reciente cráter Hokusai, de unos 100 kilómetros de diámetro. El cometa o asteroide que excavó este cráter habría medido entre 6 y los 31 kilómetros de diámetro, en función de su composición y su contenido en agua. Según sus cálculos, aunque la mayor parte del agua se habría vaporizado y perdido en el espacio durante el impacto, una cantidad lo bastante grande podría haber sido retenida en el fondo de los cráteres como para explicar las observaciones actuales.

Hay que decir que también es posible que una pequeña parte del hielo de Mercurio esté siendo producido por la descomposición de las rocas ante el intenso calor del Sol. Aun así, parece que la mayor parte tiene un origen exogénico. Sea como sea, una cosa está clara: el sistema solar no deja de sorprendernos.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Aunque Mercurio sea el planeta más cercano al Sol, no es el más caliente. Ese honor le corresponde a Venus, que, pese a encontrarse más lejos, posee una densa atmósfera compuesta principalmente por dióxido de carbono que retiene el calor de la luz solar y mantiene su superficie a unos 460ºC.

REFERENCIAS (MLA):

• Carolyn M. Ernst et al. “Examining the Potential Contribution of the Hokusai Impact to Water Ice on Mercury”. JGR Planets, volumen 123, número10, pp. 2628-2646 (2018).
• Julianne I. Moses et al. “External Sources of Water for Mercury’s Putative Ice Deposits”. Icarus, volumen 137, número 2, pp. 197-221 (1999).