Geolodzy Kelsey Crane i Christian Klimkzak z University of Georgia (USA) oszacowali tempo stygnięcia Merkurego oraz czas, w którym najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta w Układzie Słonecznym osiągnęła obecne rozmiary. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Geophysical Research Letters i krótko opisane na blogach American Geophysical Society.
Merkury jest lżejszy i mniejszy od Ziemi około 20 razy, średnia gęstość jest mniej więcej taka sama. Rok na Merkurym trwa 88 dni.
Merkury różni się od innych planet Układu Słonecznego dużym metalowym rdzeniem - odpowiada za 85% promienia tego ciała niebieskiego. Dla porównania jądro Ziemi to tylko połowa jego promienia. W przeciwieństwie do Wenus i Marsa Merkury, podobnie jak Ziemia, ma własną magnetosferę, a nie indukowaną.
Stacja kosmiczna MESSENGER (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry) odkryła liczne fałdy, załamania i uskoki na powierzchni Merkurego, co pozwala na jednoznaczne wnioski co do aktywności tektonicznej planety, przynajmniej w przeszłości. Strukturę skorupy zewnętrznej, zdaniem naukowców, determinują procesy fizyczne zachodzące we wnętrzu planety, w szczególności dyfuzja termiczna płaszcza i prawdopodobnie wytwarzanie pola magnetycznego.
Skompilowany obraz Merkurego ze zdjęć Mariner 10. Zdjęcie: NASA
Pierwsze dane, że zmieniał się rozmiar Merkurego, otrzymała stacja kosmiczna Mariner 10. Na powierzchni planety znaleziono skarpy - wysokie i rozciągnięte klify. Naukowcy zasugerowali, że powstały z ochłodzenia Merkurego, w wyniku czego skorupa małej planety, kurcząca się, została zdeformowana. Jednak dopiero teraz geolodzy byli w stanie oszacować, kiedy iz jaką szybkością zachodziły te procesy.
Pomogły dane o kraterach uzyskane przez stację MESSENGER. Geolodzy uważają, że globalne skurczenie się planety rozpoczęło się ponad 3,85 miliarda lat temu. Od tego czasu powierzchnia Merkurego zbliża się do jej środka w tempie 0,1-0,4 milimetra rocznie.
Zmniejszanie się planety stopniowo zwalnia i jest teraz prawie niezauważalne. W sumie promień Merkurego zmniejszył się o ponad pięć kilometrów.
Film promocyjny:
Naukowcy uważają, że Merkury zaczął się kurczyć po bombardowaniu meteorytem, które zakończyło się 3,8 miliarda lat temu i trwało 400 milionów lat. W tym czasie na Merkurym, Wenus, Ziemi, Księżycu i Marsie pojawiło się wiele kraterów uderzeniowych. Przyczyny kataklizmu są niejasne. Prawdopodobnie było to spowodowane zmianą orbit przez gazowych gigantów lub jakimś rodzajem grawitacyjnego zaburzenia na obrzeżach Układu Słonecznego, w wyniku którego wiele komet i asteroid rzuciło się do jego centrum. Ich ciosy rozgrzały Merkurego.
Wiek kraterów na Merkurym oszacowano metodą stosowaną do określenia czasu formowania się formacji geologicznych na Księżycu. Im bardziej krater ulega degradacji i im ciemniejszy jest z powodu pyłu, który go przykrył, tym jest starszy. Ta wizualna metoda sprawdziła się w datowaniu kraterów na Księżycu, co potwierdziły wyniki analizy radioizotopowej próbek gleby dostarczonych na Ziemię w ramach amerykańskiego programu księżycowego Apollo.
Badane przez specjalistów kratery Merkurego przekraczają 20 kilometrów średnicy. W sumie przeanalizowano ponad sześć tysięcy cech formacji geologicznych, z których wiele nie zostało wcześniej uwzględnionych. Większość cech, choć nie wszystkie, okazała się być związana z globalnym kurczeniem się Merkurego. Stare kratery z reguły przecinają uskoki, co oznacza, że kratery te powstały jeszcze zanim planeta zaczęła się kurczyć. Uszkodzenia najczęściej nie dotyczą młodych kraterów.
Naukowcy zgadzają się, że Merkury jest nadal doskonałą platformą do testowania modeli powstawania i ewolucji planet ziemskich. Ciało niebieskie wciąż się zmienia, chociaż aktywność tektoniczna tam prawie ustała, a pole magnetyczne coraz bardziej słabnie. Wenus i Mars od dawna nie mają własnego pola magnetycznego, aktywność tektoniczna na Wenus nie miała jeszcze czasu na pojawienie się, a Mars prawdopodobnie już się skończył.
Krater Apollodorus i bruzdy Panteonu. Zdjęcie: NASA
Co więcej, jedna z najnowszych symulacji formowania się ciał niebieskich grupy ziemskiej z dysku protoplanetarnego wokół Słońca wykazała, że Merkury w ogóle nie powinien był powstać. Astronomowie wykonali model 110 razy w ramach problemu ciała N, do którego wykorzystano ponad sto dużych embrionów planetarnych i około sześciu tysięcy planetozymali. Większość startów była w stanie odtworzyć narodziny Wenus i Ziemi, podczas gdy Merkury i Mars powstały tylko w dziewięciu przypadkach.
Z reguły planeta najbliższa luminarzowi powstała w odległości 0,27-0,34 jednostki astronomicznej od gwiazdy, z niewielkim mimośrodem (parametr opisujący wydłużenie orbity) i była około pięciokrotnie lżejsza od Ziemi. Planeta powstała głównie z embrionów i zajęło to dziesięć milionów lat.
Tylko dwie stacje badały szczegółowo Merkurego - Mariner 10 i MESSENGER. W 2018 roku Japonia i UE planują wysłać trzecią misję na Merkurego, BepiColombo, z dwóch stacji. Po pierwsze, MPO (Mercury Planet Orbiter) skompiluje wielofalową mapę powierzchni ciała niebieskiego. Drugi, MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), będzie badał magnetosferę. Oczekiwanie na pierwsze wyniki misji zajmie dużo czasu - nawet jeśli start nastąpi w 2018 roku, stacja dotrze do Merkurego dopiero w 2025 roku.
Andrey Borisov