Вам доводилось слышать о племенах дикарей, особым образом высушивающих человеческие головы? Меркурий заслуженно можно назвать «высушенной головой» Солнечной системы.
Оказывается, эта выжженная Солнцем планета за время своего существования подверглась даже более сильному сжатию, чем предполагали ранее — в некоторых районах Меркурий уменьшился в диаметре на 7 километров. Об этом свидетельствуют последние исследования на основе данных, переданных американским космическим кораблем «Мессенджер».
Перед вами южный горизонт Меркурия с краем кратера Рембрандт. В диаметре охватывает 716 км и выступает одним из крупнейших на планете. С ним связано много различных тектонических особенностей, среди которых и рельефы. Снимок сделан в рамках программы MDIS, чьи снимки помогают лучше разобраться в поверхностных формированиях с акцентом на южном полушарии. Аппарат первым и единственным вышел на орбиту Меркурия. Обладает 7-ю научными приборами, которые помогают понять планетарную историю и эволюцию.
«Это проливает свет на тайну Меркурия, не дававшую покоя ученым более 40 лет, — комментирует ситуацию планетолог Уильям МакКиннон (William McKinnon) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, штат Миссури. — “Маринер-10”, запущенный в 70-х годах прошлого века, впервые запечатлел наличие на поверхности планеты гигантских зубчатых откосов — эскарпов. Это дало нам основания полагать, что планета сжимается. Но не факт, что этот процесс уже прекратился».
Исследователи знали, что уменьшение размеров и так небольшой планеты объясняется теорией горообразования. Впервые эта концепция была (ошибочно) применена к нашей родной планете около 200 лет назад. Способ образования гор, который описывала эта теория, можно проиллюстрировать примером с засохшим яблоком, когда его поверхность скукоживается и покрывается морщинами. Однако такая концепция во многом противоречила геологическим данным. Общепринятая в настоящее время теория тектоники плит гораздо точнее поясняет особенности нашей планеты.
Почему многие кратеры на Меркурии остаются относительно гладкими на дне? Фотографии аппарата MESSENGER (октябрь 2008 года) показали ранее невиданные участки планеты с крупными кратерными формированиями, отличающихся лунной гладкостью. Полагают, что они были затоплены лавовыми льдами. Они древние, но все же моложе окружающей поверхности. MESSENGER вышел на орбиту в 2011 году.
С другой стороны, кора Меркурия представляет из себя цельную оболочку. Он, в отличии от Земли, не имеет большого числа литосферных плит, которые двигаются, формируя горы и впадины. На протяжении миллиардов лет с момента формирования Меркурия его жидкое железное ядро остывало и сжималось, в результате чего в скалистой оболочке планеты появились трещины и сдвиги. Сегодня на лице планеты видны глубокие «морщины» — следы этих изменений.
«Некоторые эскарпы невероятно большие, — говорит Пол Бирн (Paul Byrne), представляющий институт Карнеги в Вашингтоне и институт Луны и планет в Хьюстоне. — На Меркурии можно увидеть откосы поистине колоссального размера». Бирн является ведущим автором статьи, презентующей результаты исследования в мартовском выпуске научного журнала «Nature Geoscience».
По словам МакКиннона, столь сильное сжатие соответствует модели планеты с большим железным ядром.
Аппарат MESSENGER приблизился к Меркурию для исторического первого пролета и добыл это великолепное изображение. Можно отметить различные поверхностные структуры, среди которых гладкие центральные равнины, множество кратерных шрамов и грубый материал, выброшенный из нижнего левого кратера. Аппарат сумел передать более 1200 снимков, которые помогли лучше понять развитие и историю планеты.
«Это планета с гигантским железным ядром и тонкой корой из горных пород», — говорит МакКиннон.
Что касается времени, когда произошло сжатие, то Бирн утверждает, что эти данные выяснить намного сложнее. Кратеры, которые сейчас можно увидеть на поверхности Меркурия, появились вследствие того, что ученые называют «поздней тяжелой бомбардировкой». Это был бурный период в истории Солнечной системы, окончившийся примерно 3,8 млрд лет тому назад. Любые свидетельства сжатия, появившиеся до этого периода, скорее всего, были стерты с лица планеты бомбардирующими ее астероидами.
Мозаика от 7 мая 2013 года передает слияние двух снимков, выполненных за 96 секунд. Чтобы зафиксировать эту точку планеты, аппарату MESSENGER пришлось отдалиться и закрепиться над южной частью орбиты. Кратерная поверхность резко выделяется на фоне терминатора (линия, разделяющая дневную и ночную стороны). Это значит, что Меркурий веками страдал от астероидной атаки.
«Поверхность Меркурия была подвержена катастрофическому кратерообразованию, — говорит Бирн. — Возможно, сжатие началось еще до периода бомбардировки, но мы не рассчитываем найти тому какие-либо доказательства».
Тем не менее, налицо все признаки того, что сжатие происходило и в более поздние периоды. Один из примеров — гигантский откос «Carnegie Rupes», проходящий прямо через большой кратер. Это означает, что сначала появился эскарп, затем в него попал астероид, а после откос продолжил расти.
«Нам не известно, сформировался он в результате сдвига коры или землетрясения, — говорит Бирн. — Но этот откос подтверждает гипотезу о том, что сжатие Меркурия происходило на протяжении очень длительного периода времени».