Powierzchnia Merkurego pochodzi z wnętrza planety

0

Naukowcy z NASA odkryli, że niektóre osady wulkaniczne, znajdujące się na powierzchni Merkurego wymagają, aby do stopienia płaszcza planety doszło blisko granicy pomiędzy tą warstwą, a jej jądrem znajdującym się zaledwie 400 km pod powierzchnią. Informacje o tym odkryciu przedstawiono dzisiaj w nocy na konferencji Goldschmidt w Jokohamie w Japonii.

Niedawno zakończona misja sondy MESSENGER do Merkurego wykazała, że powierzchnia planety jest bardzo jednorodna, ale może być podzielona na dwa główne typy obszarów. Jeden z nich to stosunkowo młode Północne Równiny Wulkaniczne (NVP, ang. Northern Volcanic Plains), posiadające wiek mieszczący się w granicach od 3,7 do 3,8 miliarda lat. Drugi, nieco starszy obszar (od 4 do 4,2 miliarda lat) składa się z równin, znajdujących się pomiędzy kraterami i obszarów gęsto pokrytych kraterami (IcP-HCT, ang. intercrater plains-heavily-cratered terrains).

Starsze obszary obejmują kilka wcześniej niebadanych rejonów, włącznie z bogatą w magnez “plamą” o powierzchni około 10 milionów kilometrów kwadratowych (rozmiarów Kanady). Ze względu na fakt, że Merkury jest dużo mniejszy od Ziemi, owa formacja zajmuje blisko 15% powierzchni planety.

Jak dotąd nie mieliśmy żadnego satysfakcjonującego wytłumaczenia w jaki sposób mogły powstać tak jednorodne obszary bez stopienia jednorodnego płaszcza planety. Obecnie, grupa naukowców z NASA Johnson Space Center w Houston wykonała serię eksperymentów, które wydają się tłumaczyć genezę powstania większości minerałów, wchodzących w skład chemiczny powierzchni Merkurego.

Naukowcy poszukiwali odpowiedzi symulując warunki, jakie prawdopodobnie mogły panować na wczesnym Merkurym. Uważa się, że Merkury powstawał w warunkach tworzących minerały o bardzo zredukowanej strukturze (zawierającej dużą ilość pierwiastków niezwiązanych np. metalicznej formy żelaza). Podobnie zredukowane są chondryty enstatytowe, które mogą być dobrym przybliżeniem składników chemicznych występujących w tamtym okresie. Dlatego też naukowcy założyli taki sam skład chemiczny jak ten w chondrytach enstatytowych i zaczęli na próbkę, będącą sproszkowanym analogiem tych meteorytów działać z wykorzystaniem wysokiego ciśnienia i z temperaturami panującymi głęboko w płaszczu Merkurego, mieszczącymi się w zakresie od 1200 do 1800 stopni Celsjusza.

Pierwsza autorka artykułu opisującego badania, dr Asmaa Boujibar powiedziała: „Wzięliśmy sproszkowaną mieszankę chemiczną składem przypominającą skład chondrytów enstatytowych, które mogą przypominać materię, z której powstał Merkury, i poddaliśmy je działaniu wysokiego ciśnienia i temperatur. Ciśnienie było naprawdę wysokie i sięgało nawet do 5 GPa (50 000 razy większe niż ciśnienie atmosferyczne na Ziemi) – to poziom na którym mogą powstawać diamenty. Takie ciśnienie panuje na granicy między płaszczem a jądrem Merkurego.”

„Merkury jest nietypową planetą skalistą. W przeciwieństwie do Ziemi, charakteryzuje się dużym jądrem i stosunkowo płytkim płaszczem. Dlatego też granica między płaszczem a jądrem znajduje się zaledwie 400 kilometrów pod skorupą planety.”

Kluczowym odkryciem jest fakt, że tylko zmieniając ciśnienie i temperaturę oddziałujące na jeden element wchodzący w skład próbki, naukowcy byli w stanie wytworzyć różnego rodzaju materię obserwowaną na powierzchni planety. Wyniki wskazują zatem, że starsze obszary powstały wskutek stopienia materii pod wysokim ciśnieniem, na granicy płaszcza i jądra planety. Tymczasem młodsze obszary powstały bliżej powierzchni.

Wyniki wskazują także, że Merkury najprawdopodobniej powstał z materii przypominającej składem chemicznym chondryty enstatytowe. Cechą charakterystyczną Merkurego i tego typu meteorytów jest ich wysoka zawartość siarki, związanej często z żelazem w postaci niemagnetycznego siarczku, tworzącego minerał zwany troilitem. Rola siarki w składzie magmy była trudna do określenia, bowiem Merkury jest jedyną planetą skalistą charakteryzującą się tak wysokim stężeniem tego pierwiastka.

Zarówno ciśnienie jak i zawartość siarki tłumaczą jednorodność składu chemicznego powierzchni Merkurego.

(Puls Kosmosu)

Przekaż dalej

Komentarze są wyłączone.