Geologit Kelsey Crane ja Christian Klimkzak Georgian yliopistosta (USA) arvioivat elohopean jäähdytysnopeuden ja ajan, jonka aikana aurinkojärjestelmän pienin ja lähinnä aurinkoa oleva planeetta sai nykyisen koon. Tutkimus julkaistaan Geophysical Research Letters -lehdessä, ja siitä raportoidaan lyhyesti American Geophysical Society -blogissa.
Elohopea on kevyempi ja maata pienempi noin 20 kertaa, keskimääräinen tiheys on suunnilleen sama. Merkuriusvuodet kestävät 88 päivää.
Elohopea eroaa muista aurinkokunnan planeetoista suurella metallisydämellään - sen osuus taivaankappaleen säteestä on 85 prosenttia. Vertailun vuoksi maapallon ydin on vain puolet sädeestään. Toisin kuin Venus ja Mars, Mercuryllä, kuten Maalla, on oma magnetosfääri, ei indusoitu.
Avaruusasema MESSENGER (MErcury-pinta, avaruusympäristö, geokemia) on löytänyt lukuisia taitoksia, taipumia ja vikoja elohopean pinnalla, mikä mahdollistaa yksiselitteisen johtopäätöksen maapallon tektonisesta aktiivisuudesta ainakin aiemmin. Ulkokuoren rakenne tutkijoiden mukaan määräytyy planeetan sisätiloissa tapahtuvien fysikaalisten prosessien, etenkin vaipan lämpö diffuusion ja todennäköisesti magneettikentän muodostumisen avulla.
Koottu kuva elohopeaa Mariner 10 -kuvista. Kuva: NASA
Ensimmäiset tiedot siitä, että elohopean koko muuttui, saapui avaruusasemalle Mariner 10. Maapallon pinnalta löytyi purkauksia - korkeita ja pitkittyneitä kallioita. Tutkijat ovat ehdottaneet, että ne syntyivät elohopean jäähtymisestä, minkä seurauksena pienentyneen kokoisen planeetan kuori muuttui. Geologit ovat kuitenkin vasta nyt pystyneet arvioimaan, milloin ja millä nopeudella nämä prosessit tapahtuivat.
MESSENGER-aseman hankkimat kraattereita koskevat tiedot auttoivat. Geologien mielestä maapallon maailmanlaajuinen supistuminen alkoi yli 3,85 miljardia vuotta sitten. Siitä lähtien elohopean pinta on lähestynyt keskustaan nopeudella 0,1–0,4 millimetriä vuodessa.
Maapallon supistuminen hidastuu vähitellen ja on nyt melkein huomaamaton. Kaikkiaan elohopean säde on pienentynyt yli viidellä kilometrillä.
Mainosvideo:
Tutkijoiden mielestä Mercury alkoi supistua meteoriittien pommituksen jälkeen, joka päättyi 3,8 miljardia vuotta sitten ja kesti 400 miljoonaa vuotta. Tänä aikana useita iskuporaateita esiintyi elohopeassa, Venuksessa, Maassa, Kuussa ja Marsissa. Syyt kataklysmiin ovat epäselvät. Todennäköisesti, sen aiheutti muutos kaasu jättiläisten kiertoradalla tai jonkinlainen painovoimahäiriö aurinkokunnan laitamilla, minkä seurauksena monet komeetat ja asteroidit ryntäsivät sen keskipisteeseen. Heidän iskut lämmittivät elohopeaa.
Elohopean kraatterien ikä arvioitiin käyttämällä menetelmää, jota käytettiin määrittämään Kuun geologisten muodostumien muodostumisaika. Mitä enemmän kraatteri hajoaa ja mitä tummempi on sen peittäneen pölyn vuoksi, sitä vanhempi se on. Tämä visuaalinen menetelmä on osoittautunut kraattereiden aikaansaamiseksi kuuhun, ja sen vahvistavat maaperälle toimitettujen maanäytteiden radioisotooppianalyysin tulokset osana amerikkalaista Apollon miehitettyä kuunohjelmaa.
Asiantuntijoiden tutkimat Mercuryn kraatterit ovat halkaisijaltaan yli 20 kilometriä. Kaikkiaan analysoitiin yli kuusi tuhatta geologisten muodostumien ominaisuuksia, joista moniin ei ollut aiemmin kiinnitetty huomiota. Suurin osa ominaisuuksista, vaikkakaan eivät kaikki, osoittautui liittyväksi elohopean maailmanlaajuiseen supistumiseen. Vanhat kraatterit leikkaavat yleensä vikoja, mikä tarkoittaa, että nämä kraatterit syntyivät jo ennen kuin planeetta alkoi supistua. Nuoret kraatterit eivät useimmiten ole viallisia.
Tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että elohopea on edelleen erinomainen alusta maanpäällisten planeettojen muodostumis- ja evoluutiomallien testaamiseen. Taivaankappale muuttuu edelleen, vaikka siellä oleva tektoninen aktiivisuus on melkein pysähtynyt ja magneettikenttä heikkenee yhä enemmän. Venuksella ja Marsilla ei ole ollut pitkään omaa magneettikenttää, Venuksen tektonisella aktiivisuudella ei ole vielä ollut aikaa syntyä, ja Mars on todennäköisesti jo päättynyt.
Apollodorus-kraatteri ja Pantheon-vaunut. Kuva: NASA
Lisäksi yksi viimeisimmistä simulaatioista, jotka koskivat maanpäällisen ryhmän taivaankappaleiden muodostumista aurinkoa ympäröivästä planeettojen levystä, osoitti, että elohopeaa ei olisi pitänyt syntyä ollenkaan. Tähtitieteilijät ovat ajaneet mallia 110 kertaa N-kehon ongelman puitteissa, jota varten käytettiin yli sata suurta planeettaalkioita ja noin kuusi tuhatta planeetanimitettä. Useimmat laukaisut pystyivät toistamaan Venuksen ja Maan syntymisen, kun taas elohopea ja Mars muodostuivat vain yhdeksässä tapauksessa.
Yleensä luminaattia lähinnä oleva planeetta muodostettiin etäisyydeltä 0,27 - 0,34 astronomista yksikköä tähdestä, pienellä epäkeskeisyydellä (kiertoradan pidentymistä kuvaava parametri), ja se oli kevyempi kuin maapallon noin viisi kertaa. Maapallo muodostui pääasiassa alkioista ja kesti kymmenen miljoonaa vuotta.
Vain kaksi asemaa tutki Mercurya yksityiskohtaisesti - Mariner 10 ja MESSENGER. Vuonna 2018 Japani ja EU aikovat lähettää kolmannen operaation Mercuryyn, BepiColomboon, kahdesta asemasta. Ensin MPO (Mercury Planet Orbiter) laatii monen aallonpituuden taivaankappaleen pinnan. Toinen, MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), tutkii magnetosfääriä. Operaation ensimmäisten tulosten odottaa kauan - vaikka laukaisu tapahtuisi vuonna 2018, asema saavuttaa Mercuryn vasta vuonna 2025.
Andrey Borisov