Планетологам давно відомо, що Меркурій стискався протягом мільярдів років. Незважаючи на те, що планета є найближчою до Сонця, її внутрішній простір охолоджується через витік внутрішнього тепла. Це означає, що гірська порода (і, в тому числі метал), з якої вона складається, мала трохи скоротитися в об’ємі. Однак невідомо, наскільки планета все ще скорочується сьогодні – і, якщо так, то як довго це, ймовірно, триватиме. Тепер наша нова стаття, опублікована в Nature Geoscience, пропонує свіже розуміння.
Оскільки внутрішня частина Меркурія зменшується, його поверхня (кора) має поступово менше площі для покриття. Він реагує на це утворенням «розломів насуву» – коли одна ділянка місцевості штовхається на сусідню місцевість. Це схоже на зморшки, які утворюються на яблуці, коли воно старіє, за винятком того, що яблуко зменшується, тому що воно висихає, тоді як Меркурій зменшується через термальне скорочення його внутрішньої частини.
Перші докази зменшення Меркурія з’явилися в 1974 році, коли місія «Марінер-10» передала фотографії кілометрових уступів (схилів, схожих на пандуси), які звиваються на сотні кілометрів по місцевості. Messenger, який обертався навколо Меркурія у 2011-2015 роках, показав багато більше «лопатевих уступів» (як їх стали називати) у всіх частинах земної кулі.
З таких спостережень можна було зробити висновок, що пологі геологічні розломи, відомі як насуви, наближаються до поверхні під кожним уступом і є відповіддю на те, що радіус Меркурія зменшився приблизно на 7 км.
Але коли це сталося? Загальноприйнятим способом визначення віку поверхні Меркурія є підрахунок щільності ударних кратерів. Чим старша поверхня, тим більше кратерів. Але цей метод складний, тому що швидкість ударів, які створюють кратери, була набагато більшою в далекому минулому.
Однак завжди було зрозуміло, що уступи Меркурія повинні бути досить давніми, тому що, хоча вони прорізають деякі старіші кратери, чимало молодших кратерів накладено на уступи, і тому уступи повинні бути старшими за ці.
Коли цей уступ востаннє рухався?
Загальна думка полягає в тому, що уламкам Меркурія здебільшого приблизно 3 мільярди років. Але чи всі вони такі старі? А старші давно перестали рухатися чи активні й сьогодні?
Ми не повинні очікувати, що насув нижче кожного уступу перемістився лише один раз. Найбільший землетрус на Землі за останні роки, землетрус магнітудою 9 у Тохоку біля берега Японії у 2011 році, який спричинив катастрофу на Фукусімі, став результатом раптового стрибка на 20 метрів уздовж 100-кілометрової довжини відповідального розлому.
Найбільші «землетруси» на Меркурії, мабуть, менші. Щоб накопичити 2-3 км загального вкорочення, яке можна виміряти на типовому уступі на Меркурії, знадобляться сотні «землетрусів» магнітудою 9 або, ймовірніше, мільйони менших подій, які могли б розтягнутися на мільярди років. Важливо визначити масштаб і тривалість рухів розломів на Меркурії, тому що ми не очікуємо, що теплове стиснення Меркурія повністю закінчиться, навіть якщо воно має сповільнюватися.
Розтріскуватися
Досі доказів було мало. Але наша команда знайшла однозначні ознаки того, що багато уступів продовжували рухатися в геологічно останній час, навіть якщо вони виникли мільярди років тому.
Ця робота була ініційована, коли аспірант Відкритого університету Великобританії Бен Ман помітив, що деякі уступи мають невеликі тріщини на розтягнутих верхніх поверхнях. Він інтерпретував їх як «грабени», геологічне слово для опису смуги землі, що опускається між двома паралельними розломами.
Зазвичай це відбувається, коли кірка розтягується. Розтягнення може здатися дивовижним на Меркурії, де загалом кора стискається, але Людина зрозуміла, що ці грабени виникнуть, якщо відштовхнутий шматок кори буде зігнутий, коли його штовхають на прилеглу місцевість. Якщо ви спробуєте зігнути шматок тосту, він може тріснути подібним чином.
Грабени мають ширину менше ніж 1 км і глибину менше ніж 100 метрів. Такі порівняно невеликі деталі повинні бути набагато молодшими за старовинну структуру, на якій вони розташовані, інакше вони б уже були стерті з поля зору ударами, що кидають матеріал по поверхні в процесі, який влучно називають «садівництвом».
Базуючись на швидкості розмиття в результаті садівництва, ми підрахували, що більшості грабенів менше ніж 300 мільйонів років. Це свідчить про те, що останній рух мав відбутися так само «нещодавно».
Працюючи з найдетальнішими зображеннями, наданими MESSENGER, Мен знайшов 48 великих лопатевих уступів, які точно мають невеликі грабени. Ще 244 увінчалися «ймовірними» грабенами, які недостатньо чітко видно на найкращих зображеннях MESSENGER.
Зараз це основні цілі для підтвердження системою візуалізації спільної європейсько-японської місії BepiColombo, яка повинна розпочати роботу на орбіті Меркурія на початку 2026 року.
Уроки Місяця
Місяць також охолонув і скоротився. Його лобові уступи значно менші та менш вражаючі, ніж на Меркурії, але на Місяці ми точно знаємо, що деякі з них є геологічно нещодавніми, але й сьогодні активні. Це пов’язано з тим, що нещодавній повторний аналіз місць місяцетрусу, зафіксованих сейсмометрами (детекторами вібрації), залишеними на поверхні Місяця кількома місіями «Аполлон», показує, що місяцетруси скупчуються поблизу лобових уступів.
Крім того, найдетальніші зображення поверхні Місяця з орбіти показують сліди, утворені валунами, що відскакують від уступів, імовірно після того, як їх зрушили місячні землетруси. Набагато менші за масштабом, ніж грабени Меркурія, подібна логіка застосовна до цих валунів: їх буде стерто з видимості лише через кілька мільйонів років, тому вони повинні бути молодими.
BepiColombo не приземлиться, тому ми не маємо шансів збирати будь-які сейсмічні дані про Меркурій. Однак, окрім більш чіткого показу малих грабенів, його найдетальніші зображення можуть виявити сліди валунів, які можуть бути додатковим доказом недавніх землетрусів. Я з нетерпінням чекаю, щоб дізнатися. Джерело
