Сложную поверхность Меркурия объяснили с помощью метеоритов

Исследователи NASA обнаружили вулканические отложения на поверхности Меркурия, которые помогли объяснить ее неоднородность. Работа ученых была представлена на конференции Goldschmidt в Японии.

Последняя миссия MESSENGER показала, что поверхность Меркурия имеет неоднородную структуру, однако она может быть поделена на два основных региона. Одна часть планеты — это Северные вулканические равнины, возраст которых составляет от 3,7 до 3,8 миллиардов лет. Другая часть несколько старше и состоит из местности, покрытой кратерами, и равнин между ними, чей возраст оценивается в 4 — 4,2 миллиарда лет.

Более старый регион содержал ранее необъяснимые образования, в том числе и крупное «пятно», богатое магнием, — его площадь около 10 миллионов квадратных километров, что приблизительно равно площади Канады. Оно занимает почти 15 процентов территории планеты. До сих пор ученые не могли дать никакого удовлетворительного объяснения тому, как могли появиться эти разнородные образования, кроме как в результате плавления такой же неоднородной мантии.

Специалисты из NASA провели серию экспериментов, которые помогли объяснить большую часть химического состава поверхности планеты. Они симулировали условия, которые были на молодом Меркурии. По одной из гипотез, первоначальное отношение массы металлов к массе силикатных пород было близким к тому, которое наблюдается у хондритов. Поэтому исследователи рассмотрели такой же химический состав, который наблюдается у энстатитовых хондритов и посмотрели, как на него будут влиять различные температуры и давления, которые наблюдаются в мантии Меркурия.

«Давление было высоким, до пяти гигапаскалей (это в 50 тысяч раз больше атмосферного давления Земли), — в таких условиях формируются алмазы. Это давление наблюдается на границе мантии и ядра внутри Меркурия», — комментирует один из исследователей.

В результате ученые увидели, что, изменение давления и температуры может породить самые разнообразные материалы на поверхности планеты. Так, астрофизики определили, что более старые регионы сформировались в результате плавления материала в условиях высокого давления у границы между мантией и ядром. Более молодые области планеты зародились ближе к поверхности.

Кроме того, исследователи пришли к выводу, что энстатитовые хондриты могли быть «строительными блоками» Меркурия, так как у них наблюдается сходное высокое содержание серы. По словам ученых, в формировании поверхности трудно предсказать конкретную роль магмы с высоким содержанием серы — от одного до четырех процентов от массы Меркурия, по сравнению с 0,4 процентами от массы мантии Земли или Марса, однако ученые говорят о том, что давление и сера могут объяснить неоднородность поверхности планеты.

На сегодняшний день предполагается, что Меркурий имеет жидкое железно-никелевое ядро радиусом 1800–1900 километров, которое содержит около 60 процентов массы планеты. Оно также составляет 3/4 его диаметра, что сопоставимо с размером Луны, и концентрация железа в нем выше, чем у любой другой планеты. Ученые объясняют это тем, что раньше имел такое же соотношение металла и силикатов, как в обычном метеорите, и имел массы в 2,25 раза больше, чем сейчас. Однако затем он столкнулся с планетоподобным телом и из-за удара от планеты отделилась большая часть изначальной коры и мантии.

Кристина Уласович