Меркурий за миллиарды лет существования мог уменьшиться значительно сильнее, чем показывали прежние расчёты. Новый анализ геологических структур на поверхности ближайшей к Солнцу планеты указывает, что масштаб её сжатия может быть на 10–30% больше предыдущих оценок. Причина расхождения, вероятно, в том, что часть характерных складок и уступов оказалась скрыта последствиями многочисленных астероидных ударов.

Уточнение масштабов сжатия важно не только для восстановления геологической истории Меркурия. Оно способно рассказать о внутреннем строении планеты, размерах её металлического ядра, химическом составе и первоначальной температуре. Исследователи допускают, что даже новые оценки могут оказаться неполными, а дополнительные ответы должна дать европейско-японская миссия BepiColombo.

Планета остывает и становится меньше

Меркурий, как и другие каменистые планеты Солнечной системы, сформировался примерно 4,5 млрд лет назад. На ранних этапах его истории многочисленные столкновения космических тел и процессы внутри молодой планеты поддерживали чрезвычайно высокую температуру её недр.

Постепенно Меркурий отдавал накопленное тепло окружающему пространству. Остывание внутренних слоёв сопровождалось уменьшением их объёма, поэтому сокращалась и вся планета.

На поверхности этот процесс оставил хорошо различимые геологические образования. Кора словно становилась слишком большой для уменьшающегося внутреннего объёма планеты, из-за чего сжималась и деформировалась. Так возникали протяжённые уступы, хребты и другие складчатые структуры.

Именно по ним планетологи пытаются определить, насколько сильно изменились размеры Меркурия за время его существования.

Следы сжатия могли скрыть астероиды

На первый взгляд подобные структуры должны относительно равномерно встречаться по всей поверхности планеты. Однако исследователи обнаружили интересную закономерность: в наиболее неровных районах Меркурия признаков сжатия оказалось неожиданно мало.

Это заставило учёных предположить, что проблема заключается не в отсутствии самих структур, а в сложности их обнаружения.

За миллиарды лет поверхность Меркурия подвергалась постоянной бомбардировке астероидами и другими космическими телами. Столкновения создавали кратеры и одновременно выбрасывали огромное количество разрушенной породы.

Со временем эти отложения могли частично засыпать или визуально замаскировать более древние уступы и складки. В результате при подсчёте видимых структур исследователи могли систематически недооценивать реальную степень сжатия планеты.

Учёные пересчитали изменение размеров Меркурия

Чтобы проверить эту гипотезу, специалисты сопоставили существующие геологические карты с более полными данными о рельефе поверхности.

Особое внимание уделили районам, где влияние выброшенного при столкновениях материала было меньше. Сохранившиеся там хребты и уступы позволили скорректировать прежние расчёты.

Новый анализ показывает, что степень глобального сжатия Меркурия может быть примерно на 10–30% выше, чем следовало из предыдущих исследований.

Ранее различные оценки предполагали уменьшение диаметра планеты примерно на 4–16 километров. После учёта скрытых геологических структур верхняя оценка может достигать приблизительно 23 километров.

Руководитель исследовательской группы Гаку Нисияма из Института планетологии Германского центра авиации и космонавтики отметил, что верхняя поправка в 30% оказалась несколько неожиданной, однако скорректированный масштаб сжатия он считает вполне обоснованным.

Что это говорит о внутреннем устройстве планеты

Установить реальную величину сжатия важно для понимания того, что находится глубоко под поверхностью Меркурия.

Планета необычна тем, что значительную часть её внутреннего объёма занимает металлическое ядро. Скорость и масштаб охлаждения напрямую связаны с его размерами, составом и тепловой историей.

Более сильное сжатие может означать, что ядро Меркурия крупнее, чем предполагают некоторые модели, и содержит меньше лёгких химических элементов, например кремния.

Существует и другое возможное объяснение: молодая планета могла изначально быть значительно горячее. В этом случае за последующие миллиарды лет её недра должны были потерять больше тепла, что и привело бы к более заметному сокращению размеров.

Таким образом, несколько дополнительных километров в оценке диаметра способны заметно изменить представления учёных об эволюции всего Меркурия.

Новая миссия рассмотрит поверхность гораздо подробнее

При этом исследователи не исключают, что даже скорректированные значения всё ещё недооценивают масштаб произошедших изменений.

Одна из причин — ограничения данных американской станции MESSENGER, работавшей у Меркурия с 2011 по 2015 год. Именно информация этой миссии стала основой огромного количества современных исследований планеты.

Следующий важный массив наблюдений должна предоставить миссия BepiColombo — совместный проект Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. Аппарат сможет изучать поверхность и внутреннее устройство Меркурия значительно подробнее.

Более детальные изображения могут обнаружить небольшие уступы и складки, которые раньше невозможно было уверенно различить. Если таких структур окажется много, учёным вновь придётся пересматривать историю остывания ближайшей к Солнцу планеты.

В таком случае выяснится, что Меркурий за 4,5 млрд лет не просто постепенно охлаждался — изменения его размеров были заметнее, чем позволяли увидеть оставшиеся на поверхности геологические следы.