Новая работа исследователей из Института Макса Планка по исследованию Солнечной системы, университетов Мюнстера и Геттингена уточнила состав поверхности Меркурия. По их оценке, массовая доля диоксида кремния в коре планеты составляет около 37%, то есть до 25% меньше, чем показывали прежние оценки.
Этот результат важен для понимания ранней истории ближайшей к Солнцу планеты. Меркурий быстро остывал после формирования, и примерно через миллиард лет его вулканическая активность почти прекратилась. На поверхности образовалась сплошная каменная оболочка, в отличие от Земли, где кора до сих пор перерабатывается вулканизмом и тектоникой плит.
Диоксид кремния накапливается в расплавленной мантии молодой планеты постепенно. Первые кристаллизующиеся породы забирают его из расплава не слишком эффективно, поэтому более поздняя лава обычно становится богаче этим соединением. Если на поверхности Меркурия его меньше, чем ожидалось, это указывает на более горячий источник магмы и плавление вещества мантии на большей глубине.
Команда не имела образцов с Меркурия, поэтому использовала дистанционные инфракрасные измерения. Сначала в лаборатории были изготовлены маленькие стеклянные шарики с точно известной долей диоксида кремния. По их излучению ученые построили калибровочную связь между спектром и составом породы.
Затем метод проверили на Луне, где есть данные орбитального аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter и реальные образцы, доставленные миссиями Apollo, Luna и Chang’e. После такой проверки калибровку применили к данным о Меркурии и построили более точную глобальную картину содержания SiO2.
Авторы считают, что новая оценка меняет сценарий вулканической эволюции планеты. Поверхностные породы Меркурия могли возникать из расплава, который поднимался из более глубоких и горячих областей мантии, чем предполагалось ранее. Не исключено и то, что часть кислорода была потеряна в ранней истории планеты, что также могло повлиять на химический состав коры.
Практическое значение работы связано с будущими данными миссии BepiColombo. Аппарат Европейского космического агентства и JAXA должен выйти на орбиту Меркурия в ноябре 2026 года. Его приборы смогут проверить модели состава поверхности и уточнить, насколько экстремальным был древний вулканизм на самой маленькой планете Солнечной системы.
