Литосфера Меркурия напоминает апельсин с толстой кожурой

21 марта 2012 года

Внутреннее строение Меркурия оказалось достаточно необычным: планета напоминает по своей структуре апельсин с толстой кожурой - за "корочкой" из относительно тонкой коры и мантии следует гигантское железное ядро, составленное из трех отдельных слоев и занимающее примерно 80% от объема планеты, заявляют астрономы в статьях, опубликованных в журнале Science.

"У нас было свое представление о внутренней структуре Меркурия, но первоначальные наблюдения не укладывались в теории и поэтому мы усомнились в данных с зонда. Мы проверили их и поняли, что наблюдения были правильными, после чего переработали теорию под новые данные", - пояснил один из участников научной группы Дейвид Смит (David Smith) из Центра космических полетов НАСА имени Годдарда.

Первый научный коллектив под руководством Марии Зубер (Maria Zuber) из Массачусетского технологического института (США) изучил особенности строения недр Меркурия и составил карту гравитационных аномалий по данным, полученным с космического зонда "Мессенджер".

Зонд "Мессенджер" был запущен американским аэрокосмическим агентством НАСА в 2004 году. Он стал первым аппаратом, который был отправлен к Меркурию после зонда Mariner-10, пролетавшего в непосредственной близости от планеты-"вестника" 16 марта 1975 года. В марте 2011 года космический аппарат "Мессенджер" вышел на орбиту Меркурия, и проанализировал его химические и физические свойства при помощи бортовых спектрометров и высокочувствительных камер, работающих в инфракрасном и видимом диапазоне.

ВАРИАЦИИ ГРАВИТАЦИИ

Зубер и ее коллеги проанализировали данные бортовой системы радиометрии, которая вычисляла положение зонда относительно поверхности Меркурия по отклонению сигнала, поступающего с земных станций Сети дальней космической связи НАСА (DSN).

Приближение или отдаление "Мессенджера" от поверхности Меркурия позволило ученым определить, в каких точках его поверхности притяжение было относительно сильным или слабым. Эти данные были использованы для составления гравитационной карты Меркурия и определения его внутреннего строения.

По словам ученых, особо крупные аномалии им удалось обнаружить в окрестностях северного полюса планеты и в районе кратера Калорис - крупнейшего "следа" от удара астероида на поверхности Меркурия, диаметр которого составляет 1,5 тысячи километров. Ученые оценили толщину коры Меркурия, наложив "рисунок" гравитационных аномалий на топографическую карту Меркурия, составленную второй группой исследователей под руководством Ди Янь (Di Yang) из Массачусетского технологического института (США).

В своей работе Янь и его коллеги проанализировали данные, полученные другим инструментом "Мессенджера" - лазерным альтиметром MLA. Устройство представляет собой систему из лазера и чувствительных фотодатчиков. Она измеряет высоту неровностей поверхности Меркурия по задержке, с которой возвращается отраженный луч лазера на матрицу датчика.

ПЛАНЕТА-"АПЕЛЬСИН"

Как утверждают ученые, с момента выхода на стабильную орбиту вокруг Меркурия альтиметр успел замерить высоту 4,3 миллиона точек на поверхности планеты. В целом, Меркурий оказался достаточно "ровным" небесным телом: перепад высот на нем гораздо ниже, чем на Луне или Марсе. Кроме того, Калорис оказался очень необычным с топографической точки зрения кратером - некоторые точки в его центре расположены выше, чем края воронки. Астрономы полагают, что это указывает на существование геологической активности в недрах Меркурия уже после образования кратера.

Объединение результатов двух работ привело к неожиданным выводам - оказалось, что средняя толщина коры и мантии Меркурия составляет лишь 18% от диаметра планеты, примерно 300-400 километров.

Остальной объем Меркурия занимает ядро, которое состоит из трех частей. Самая верхняя его часть представляет собой тонкую корку из соединения железа и серы, за которой следует относительно жидкая часть из расплава железа и других элементов, занимающее 40% ядра. Самая глубокая часть образована твердым железным ядром, составляющим основную часть ядра Меркурия.

Как полагают ученые, их открытие вынудит пересмотреть все современные модели геологического устройства Меркурия, так как ни одна из них не предполагала, что планета-"вестник" похожа на апельсин с толстой кожурой.