Меркурий оказался меньше, чем думали: неровный рельеф скрыл следы сжатия

Ученые из Университета Хоккайдо вместе с коллегами из Немецкого аэрокосмического центра и Токийского университета выяснили, что Меркурий со временем сжался сильнее, чем считалось ранее. Оказалось, что неровный рельеф планеты скрывает часть тектонических структур, из-за чего прежние оценки были занижены. Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, и его поверхность усыпана кратерами, хребтами и крутыми обрывами. За миллиарды лет, по мере того как внутренние слои планеты остывали, она постепенно сжималась. Этот процесс можно сравнить с тем, как высыхающий фрукт теряет влагу: его кожица сморщивается, потому что содержимое уменьшается в объеме. Точно так же каменистая кора Меркурия покрывалась складками и разломами. Получается, что с возрастом планета буквально стала меньше.

Эти геологические особенности хранят информацию о том, как развивался Меркурий. Ученые давно используют их как подсказки, чтобы восстановить историю планеты. Особый интерес представляют так называемые структуры сжатия — хребты и обрывы, которые возникли, когда кора планеты сжималась. Если нанести эти структуры на карту, можно приблизительно оценить, насколько уменьшился радиус Меркурия. Однако новое исследование показало, что такие структуры гораздо чаще встречаются на относительно ровных участках, чем на пересеченной местности. Это наводит на мысль, что часть тектонической летописи планеты просто скрыта от глаз.

Руководитель исследования Гаку Нисияма поясняет, что поверхность Меркурия действительно сохранила информацию о его охлаждении и сжатии, но эта информация оказалась неполной. Ученые сравнили глобальную карту шероховатости поверхности планеты с картами структур сжатия. Когда они учли влияние неровного рельефа, оказалось, что Меркурий сжался значительно сильнее, чем можно было предположить по одним лишь видимым тектоническим данным.

Особенно заметная закономерность проявилась при изучении относительно молодых ударных кратеров. Когда крупный метеорит врезается в поверхность, он выбрасывает вокруг себя материал, образуя так называемые выбросы. Эти отложения могут покрывать более древние тектонические структуры и мешать их обнаружению. Например, вокруг кратера Рахманинова структуры сжатия встречаются реже в областях, засыпанных шероховатыми выбросами. Некоторые из них становятся менее заметными ближе к кратеру, что позволяет предположить, что они частично погребены под ударным материалом.

После того как исследователи приняли во внимание связь между шероховатостью поверхности и видимыми тектоническими структурами, расчетное радиальное сжатие Меркурия выросло с 8,3 километра до 11,6 километра. При этом ученые не исключают, что и эта цифра может быть заниженной, а фактическое сжатие еще больше.

Полученные результаты дают новое понимание геологической эволюции Меркурия. Уточнить картину поможет миссия BepiColombo, совместный проект Японии и Европы. Лазерный высотомер BELA на борту аппарата сможет измерять шероховатость поверхности в гораздо более мелких масштабах. Это позволит выявить связи между более молодыми геологическими событиями и тектоническими структурами, которые до сих пор было трудно обнаружить полностью. Похожий эффект может наблюдаться и на других каменистых телах Солнечной системы, например на Луне, поверхность которой еще более неровная, чем у Меркурия.

В итоге исследование показало, что неровный рельеф Меркурия скрывает значительную часть тектонических структур, из-за чего прежние оценки сжатия планеты были занижены. С учетом поправки на шероховатость поверхности радиальное сжатие Меркурия может быть почти на треть больше, чем считалось ранее. Это меняет представление о том, как планета остывала и уменьшалась в размерах, а также указывает на то, что подобный эффект стоит учитывать при изучении других каменистых миров.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях