Теперь, геологи в MIT проследили часть истории охлаждения Меркурия и нашли, что между 4.2 и 3,7 миллиарда лет назад, вскоре после того, как планета сформировалась, ее внутренние температуры резко упали на 240 градусов Цельсия или 464 градуса по Фаренгейту.Они также определили, на основе этой быстрой скорости охлаждения и состава залежей лавы на поверхности Меркурия, что у планеты, вероятно, есть состав enstatite хондрита – тип метеорита, который чрезвычайно редок здесь на Земле.Тимоти Гроув, профессор Сесила и Иды Грин Геологии в Отделе MIT Земли, Атмосферных, и Планетарных Наук, говорит, что новая информация о прошлом Меркурия представляющая интерес для отслеживания раннего формирования Земли.«Здесь мы сегодня с 4,5 миллиардами лет планетарной эволюции, и потому что в Земле есть такой динамический интерьер из-за воды, которую мы сохранили на планете, [вулканизм] просто вытирает его прошлое», говорит Гроув. «На планетах как Меркурий ранний вулканизм намного более существенный, и [как только] они охладились были не позднее вулканические процессы, чтобы вытереть раннюю историю.
Это – первое место, где у нас на самом деле есть оценка того, как быстро интерьер охладился во время начала истории планеты».Роща и его коллеги, включая исследователей из Университета Ганновера, в Германии; Университет Льежа, в Бельгии; и Университет Байройта, в Германии, издал их результаты в Земле и Планетарных Научных Письмах.Составы в кратерахДля их анализа команда использовала данные, собранные космическим кораблем MESSENGER НАСА.
MErcury Surface, Космическое пространство, Геохимия, и Располагающийся (MESSENGER) исследование вращались вокруг Меркурия между 2011 и 2015, собирая измерения химического состава планеты с каждым демонстрационным полетом. Во время его миссии MESSENGER произвел изображения, которые показали толстые километром залежи лавы, покрывающие поверхность всей планеты.Спектрометр рентгена на борту космический корабль измерил радиацию рентгена от поверхности планеты, произведенной солнечными вспышками на солнце, чтобы определить химический состав больше чем 5 800 залежей лавы на поверхности Меркурия.
Соавтор рощи, Оливье Намюр из Университета Ганновера, повторно вычислил поверхностные составы всех 5 800 мест и коррелировал каждый состав с типом ландшафта, в котором это было найдено от в большой степени покрытых воронками регионов до тех, которые были менее затронутыми. Плотность кратеров региона может сказать что-то о возрасте того региона: Чем больше кратеров там, тем более старый поверхность, и наоборот. Исследователи смогли коррелировать состав лавы Меркурия с возрастом и нашли, что более старые депозиты, приблизительно 4,2 миллиарда лет, содержали элементы, которые очень отличались от младших депозитов, которые, как оценивалось, было 3,7 миллиарда лет.
«Это верно для всех планет, что у различных ландшафтов возраста есть различные химические составы, потому что вещи изменяются в планете», говорит Гроув. «Почему они так отличаются? Это – то, что мы пытаемся выяснить».Редкая скала, 10 стандартных отклонений далеко
Чтобы ответить на тот вопрос, Гроув попытался восстановить путь залежи лавы со времени, которое он расплавил в планете ко времени, он в конечном счете прорвался на поверхность Меркурия.Чтобы сделать это, он начал, воссоздав залежи лавы Меркурия в лаборатории. От 5 800 композиционных точек данных MESSENGER Гроув выбрал две крайности: одно представление более старых залежей лавы и один от младших депозитов.
Он и его команда преобразовали отношения элемента залежей лавы в химические стандартные блоки, которые составляют скалу, затем следовал этому рецепту, чтобы создать синтетические скалы, представляющие каждую залежь лавы.Команда расплавила синтетические скалы в печи, чтобы моделировать пункт вовремя, когда депозиты были лавой, и еще не укрепились как камень. Затем исследователи набрали температуру и давление печи вверх и вниз, чтобы эффективно повернуть время вспять, моделировав извержение лавы от глубоко в планете на поверхность, наоборот.В течение этих экспериментов команда искала крошечные кристаллы, формирующиеся в каждом литом образце, представляя пункт, в котором образец поворачивается от лавы, чтобы качаться.
Это представляет стадию, на которой твердое скалистое ядро планеты начинает таять, создавая литой материал, который хлюпает вокруг в мантии Меркурия прежде, чем прорваться на поверхность.Команда нашла удивительное неравенство в этих двух образцах: более старая скала таяла глубже в планете, на уровне 360 километров, и при более высоких температурах 1,650 C, в то время как младшая скала таяла на более мелких глубинах на 160 километрах, и 1,410 C. Эксперименты указывают, что интерьер планеты охладился существенно, более чем 240 градусов Цельсия между 4.2 и 3,7 миллиарда лет назад – геологически короткий промежуток 500 миллионов лет.
«У Меркурия было огромное изменение в температуре за довольно короткий период времени, которое делает запись действительно удивительного плавящегося процесса», говорит Гроув.Исследователи определили химические составы крошечных кристаллов, которые сформировались в каждом образце, чтобы определить оригинальный материал, который, возможно, составил внутренние районы Меркурия, прежде чем это таяло и прорвалось на поверхность.
Они нашли, что самый близкий матч был enstatite хондритом, чрезвычайно редкой формой метеорита, который, как думают, составляет только приблизительно 2 процента метеоритов то падение к Земле.«Мы теперь знаем, что что-то как enstatite хондрит было стартовым материалом для Меркурия, который удивителен, потому что они – приблизительно 10 стандартных отклонений далеко от всех других хондритов», говорит Гроув.Роща предостерегает, что результаты группы не установлены в камне и что Меркурий, возможно, был накоплением других типов стартовых материалов.
Знать это потребовало бы фактического образца от поверхности планеты.«Следующая вещь, которая действительно помогла бы нам продвинуть наше понимание Меркурия путь, состоит в том, чтобы на самом деле иметь метеорит из Меркурия, который мы могли изучить», говорит Гроув. «Это было бы прекрасно».