Морщины на Меркурии указывают на то, что планета сокращалась сильнее, чем думали учёные
Исследование, основанное на данных космического аппарата MESSENGER, указывает, что Меркурий — ближайшая к Солнцу и наименьшая по размеру планета Солнечной системы — мог уменьшиться в радиусе значительно больше, чем это считалось ранее. Авторы работы обнаружили, что характерные складки и обрывистые уступы на поверхности планеты, связанные с её усадкой в результате остывания, частично скрыты обломками от многочисленных ударов метеоритов и комет, что мешало прежним оценкам степени сокращения.
Меркурий образовался из газо-пылевого диска в ранней истории Солнечной системы и первоначально имел очень высокую температуру. Вследствие столкновений и последующего охлаждения внутренние слои планеты со временем уменьшались в объёме, что привело к образованию трещин, складок и крутых скалистых уступов — так называемых структур сокращения. Некоторые уступы достигают высоты примерно одной мили и простираются на сотни миль. Одновременно планета покрыта многочисленными ударными кратерами, образовавшимися при бомбардировках астероидами и кометами.
Группа исследователей во главе с Гаку Нисиямой из Института космических исследований Немецкого центра аэронавтики использовала глобальную карту шероховатости поверхности Меркурия, полученную по данным MESSENGER. Учёные заметили закономерность: в самых грубых, сильно изрезанных участках поверхности число видимых складок сокращения меньше, чем в более гладких областях. Это навело их на мысль о том, что ударный реголит и обломки могли замаскировать многие признаки сокращения.
Авторы оценили, сколько бы складок обнаружилось, если бы они не были скрыты обломками. По их расчётам, суммарное сокращение радиуса планеты может быть на 10–30 % больше прежних оценок, что соответствует изменению радиуса порядка нескольких миль. Ранее публиковавшиеся оценки указывали на гораздо меньшую величину сокращения радиуса — от примерно одной до нескольких миль.
Независимые специалисты отмечают, что обе возможности — либо прежние исследования недооценили число трещин из‑за их маскировки в грубой коре, либо некоторые трещины вовсе не формировались в экстремально неровных участках поверхности. При этом точное знание величины усадки важно: оно даёт ключ к пониманию внутреннего строения Меркурия, размера и состава его металлического ядра, истории тектонической и вулканической активности, а также механизмов генерации магнитного поля.
Меркурий имеет высокую среднюю плотность — уступая по этому показателю лишь Земле в нашей системе — во многом благодаря крупному металлическому ядру. Большее суммарное сокращение планеты могло бы свидетельствовать о более крупном ядре, меньшем содержании лёгких элементов в металле или о более высокой начальной температуре планеты.
Авторы статьи и другие учёные возлагают надежды на новую миссию BepiColombo, которая доставит к планете два орбитальных аппарата и впервые выполнит всесторонние глобальные измерения топографии и шероховатости по всему телу Меркурия, в том числе в южном полушарии, где данные MESSENGER были ограничены. Ожидается, что полученные инструментарные данные позволят точнее оценить величину сокращения планеты, улучшить оценки толщины коры и структуры недр, выявить гравитационные аномалии и состав поверхностных материалов, а также помочь в построении цельной модели эволюции планеты.
Часть исследователей подчёркивает, что даже если новые орбитальные измерения подтвердят большую усадку, это может не дать окончательного ответа на все вопросы: для полного понимания некоторых процессов могут потребоваться посадочные аппараты и образцы с поверхности. Тем не менее накопление высокоточного орбитального набора данных обещает прояснить многие аспекты развития и внутреннего строения этой маленькой, но важной для сравнительной планетологии, планеты.