Rozwiązanie zagadki ciemnej powierzchni Merkurego

mercurysmyst

Naukowcy od dawna zastanawiali się co sprawia, że powierzchnia Merkurego jest taka ciemna. Najbliższa Słońcu planeta odbija dużo mniej promieniowania słonecznego niż Księżyc, ciało na których jasność powierzchni kontrolowana jest przez obfitość minerałów bogatych w żelazo. A o tych wiadomo, że jest ich mało na powierzchni Merkurego. Co zatem jest „czynnikiem zaciemniającym”?

Około roku temu naukowcy zaproponowali teorię mówiącą, że ciemna powierzchnia Merkurego jest efektem akumulacji węgla pochodzącego z uderzeń komet, które zawędrowały do wnętrza Układu Słonecznego. Teraz naukowcy pod kierownictwem Patricka Peplowskiego z Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (JHUAPL) wykorzystali dane z sondy MESSENGER do potwierdzenia, że wysoka obfitość węgla faktycznie obecna jest na powierzchni Merkurego. Niemniej jednak, okazało się także, że zamiast pochodzenia kometarnego, węgiel najprawdopodobniej powstaje głęboko pod powierzchnią planety w bogatej w grafit skorupie, która od czasu do czasu była odkrywana wskutek impaktów. Wyniki badań opublikowano w dniu dzisiejszym w periodyku Nature Geoscience (Advanced Online Publication).

Współautor i zastępca głównego naukowca misji MESSENGER Larry Nittler tłumaczy: Wcześniej proponowana teoria, w której węgiel dostarczany był na powierzchnię Merkurego w kometach opierała się o modelowanie i symulacje.  Mimo, że już wcześniej mieliśmy pewne przesłanki, że to właśnie węgiel może być czynnikiem zaciemniającym, nie mieliśmy żadnych bezpośrednich dowodów. Wykorzystaliśmy zatem dane zebrane za pomocą instrumentu Neutron Spectrometer zainstalowanego na pokładzie sondy MESSENGER do przestrzennego rozdzielenie rozkładu węgla na powierzchni. Okazało się, że ten rozkład jest bezpośrednio związany z najciemniejszą materią na Merkurym, i że ten materiał najprawdopodobniej powstał głęboko we wnętrzu skorupy. Co więcej, udało nam się potwierdzić, że ciemny materiał na powierzchni nie jest wzbogacony w żelazo, w przeciwieństwie do Księżyca, na którym to właśnie minerały bogate w żelazo odpowiadają za ciemne obszary powierzchni.

56dd8542121c3

Sonda MESSENGER zebrała obszerny materiał obserwacyjny podczas wielu przelotów, podczas których znajdowała się nawet poniżej 100 km nad powierzchnią planety w ostatnim roku swojej misji. Dane  wykorzystane do zidentyfikowania węgla obejmowały pomiary wykonane zaledwie kilka dni przed tym jak sonda MESSENGER uderzyła w powierzchnię Merkurego w kwietniu 2015 roku.

Gdy Merkury był bardzo młody, większa część planety najprawdopodobniej była na tyle gorąca, że była tak naprawdę globalny oceanem stopionej magmy. Dzięki eksperymentom laboratoryjnym i modelowaniu, naukowcy stwierdzili, że gdy ten ocean magmy ulegał ochłodzeniu, to większość minerałów, która zestalała się, tonęła w magmie. Wyjątkiem może być grafit, który unosiłby się na jej powierzchni i ostatecznie odpowiadał za powstanie grafitowej skorupy.

Więcej informacji:

Źródło: Nature Geoscience