Люди развили способность обнаруживать каменистые планеты в обитаемых зонах далеких звезд. Придет день, когда нам придется принимать очень дорогостоящие решения о том, какие планеты стоит посетить, чтобы либо колонизировать, либо искать жизнь.
Как мы принимаем эти решения? Новые исследования в области геологии планеты Меркурий могут помочь. Наконец, у нас есть что-то еще, что можно сравнить с активной геологией Земли - и, возможно, система, которая могла бы научить нас больше об условиях, необходимых для жизни.
Меркурий оказывается тектонически активным. Помимо Земли, это единственная каменистая планета в этой солнечной системе, которая все еще медленно поднимает части своей коры и меняет поверхность с течением времени. Это означает, что у нас наконец есть что-то еще для сравнения активной геологии Земли.
«Вместе с тектонической историей он рисует совершенно новую картину того, какой должна быть история Меркурия», - говорит Томас Уоттерс, старший научный сотрудник Смитсоновского центра исследований Земли и планет в Национальном музее авиации и космонавтики и ведущий автор новая статья по геологии Меркурия. «Это ставит Меркурий очень близко к Земле с точки зрения очень медленного охлаждения, которое позволяет снаружи оставаться холодным, а внутреннее горячим».
Меркурий - жесткая маленькая планета для изучения. Она больше нашей луны, но намного меньше Земли, она вращается вокруг Солнца. Температура колеблется от 800 до -280 градусов по Фаренгейту, но это скалистая планета, созданная из материалов, подобных Земле. Меркурий находится далеко, и его близость к солнцу означает, что с ним нужно бороться с большой силой тяжести. Для посещения Меркурия требуется больше топлива, чем для выхода из Солнечной системы. НАСА впервые посетило, когда космический корабль Mariner 10 пролетел мимо него в 1974 году.
Космический корабль НАСА MESSENGER отправил обратно изображения поверхности Меркурия с высоким разрешением, которые подтвердили не только свидетельство тектонической активности (стрелки показывают разломы и другие формы поверхности земли), но и то, что планета все еще геологически активна. (НАСА / Лаборатория прикладной физики Джона Хопкинса) По словам Уоттерса, на снимке «Маринер-10» было изображено не полное полушарие, а хороший кусок поверхности Меркурия. «На этих снимках были видны большие дефекты разломов, которые указывают на то, что кора сплавлялась и сжималась».
Миссия Mariner 10 показала нам, что Меркурий был активен миллиарды лет назад. Ученые могли смотреть на длинные уступы, похожие на скалы, или «обрывы», и видеть, где поверхность планеты была вытянута вверх. Плотность кратеров от метеорных ударов позволила им работать в обратном направлении и примерно определить, как давно образовались эти обломки. Миссия также нашла, что у Меркурия были по крайней мере остатки слабого магнитного поля.
Но было ли все это в далеком прошлом? Более поздняя миссия на орбиту Меркурия с использованием космического корабля MESSENGER была начата в 2004 году и собирала данные до момента ее крушения в 2015 году. Это были данные с конца распадающейся орбиты, поскольку космический корабль собирался добавить новый кратер на поверхность планеты, что позволило Уоттерсу и его коллегам понять, что все еще происходит на Меркурии.
Первоначально MESSENGER должен был наносить на карту поверхность с очень высокой орбиты вплоть до того момента, когда у нее кончится топливо, и она упадет. Но НАСА изменило планы по пути. Жизнь миссии уже была ограничена гравитационным влиянием Солнца, поэтому они рискнули.
По словам Уоттерса, из-за силы солнечных приливов «невозможно удержать космический корабль на орбите вокруг Меркурия надолго».
НАСА решило отправить MESSENGER на крайне низкую орбиту, которая позволит им получить крупные планы части поверхности до конца. Это сработало.
«Когда мы уменьшили высоту, в некоторых местах [разрешение поверхности камеры] снизилось до одного-двух метров на пиксель», - говорит Уоттерс. «Это было похоже на новую миссию. Это означало, что космический корабль был обречен, но это все равно должно было случиться ... Важная новость, обнаруженная на этих изображениях MESSENGER в финальной кампании на малой высоте, заключается в том, что мы обнаружили очень маленькие версии этих больших скарпов, которые, как мы знаем, были на Меркурии с тех пор Моряк 10 ".
Небольшие обломки явно сформировались недавно (с минимальным воздействием метеоров), и они показывают, что поверхность Меркурия продолжала меняться относительно недавно в масштабах миллионов лет, а не миллиардов. Данные доказали, что образование Меркурия и текущая геология во многом похожи на геологические процессы Земли. Он имеет постоянную тектоническую систему плит, но с ключевым отличием от нашей.
«Земная оболочка разбита примерно на дюжину плит, которые вызывают большую часть тектонической активности на Земле», - говорит Уоттерс. «На Меркурии у нас нет никаких доказательств для серии пластин. Меркурий кажется планетой с одной пластиной. Эта оболочка равномерно сжимается. Мы действительно не понимаем, почему Земля разработала эту мозаику плит. Но именно это удерживает Землю от сжатия ».
У Меркурия все еще есть расплавленное ядро, как у Земли. Когда ядро Меркурия медленно охлаждается, плотность этого ядра увеличивается, и оно становится немного меньше. Когда она сжимается, более холодная, каменистая внешняя кора слегка разрушается, создавая обвалы и заставляя планету слегка сокращаться. Сжатия, вероятно, удалили один-два километра от диаметра Меркурия за последние 3, 9 миллиарда лет.
Марс, ближайший к другой обитаемой планете в нашей солнечной системе, также является скалистой планетой, составленной из материала, подобного Меркурию, Венере и Земле. Но, похоже, ядро только частично расплавлено. У него нет активной системы тектонических плит. Давным-давно на Марсе было и магнитное поле, и атмосфера. Когда поле исчезло, атмосфера улетучилась в космос.
Может ли быть связь между расплавленными ядрами, тектоникой плит и магнитными полями, которые позволяют существовать плотной атмосфере?
«То, что мы обнаружили сейчас на Меркурии, - это то, что нет другой известной нам планеты, которая была бы тектонически активной», - говорит Уоттерс. «Попытка понять, как каменистые планеты развиваются в этой солнечной системе., , , каков спектр эволюции на скалистом теле? Является ли тектоника плит необходимым элементом развития жизни на скалистой планете? Есть несколько действительно важных вещей для изучения ».
