Откуда на Меркурии столько лёгких элементов?

Откуда на Меркурии столько лёгких элементов?

Так, первые же фото первой планеты показали большие впадины без ободковой возвышенности, которая характерна для морей Луны, ударных по происхождению. Они были окружены областями из более светлых, красноватых пород — как предполагалось, пирокластическими потоками. То есть речь шла о геологическом явлении явно не ударной природы. Но тогда какой?

Поверхность Меркурия свидетельствует: некогда здешняя магма была насыщена лёгкими элементами. Но откуда им там было взяться? (Здесь и ниже иллюстрации NASA.)

Новый анализ снимков Меркурия, сделанных АМС MESSENGER, показывает, что влияние фактора вулканизма на образование нынешней поверхности планеты сильно недооценено.

Наличие пирокластических потоков материала (по сути, бывшего вулканического пепла) указывает на возможно вулканическую природу этих участков поверхности, считают исследователи, возглавляемые Дэвидом Ротери (David A. Rothery) из Открытого университета (Великобритания). Причём языки пирокластов иногда удалены от самих впадин на 50 км, что намекает на весьма мощные (даже по земным меркам) взрывные выбросы вулканической природы. Для столь широкого распространения вулканического пепла Меркурию нужны были настоящие вулканы, гораздо более мощные, чем до сих пор считалось.

В этом смысле особенно интересен взрывной характер подобного вулканизма. В общем случае сила извержения определятся наличием в недрах планеты волатильных газов, которые, достигая поверхности, очень быстро увеличиваются в объёме за счёт резкого снижения давления среды. Именно этим газы разрывают магму на куски, которые потом становятся пирокластами. Таким образом, чем больше газов в магме, тем более взрывным будет характер извержения. Чтобы забрасывать пирокласты на 50 км, меркурианская магма должна была быть переполнена сравнительно лёгкими газами — и новые данные NASA MESSENGER позволяют сделать вывод, что таких газов в древней магме было около 1,5%. То есть действительно много.

Но вывод этот не очень-то очевиден. Текущий научный консенсус таков: планеты, формирующиеся близко к звезде, бедны волатильными веществами. Отсюда и упорное атрибутирование земной воды как кометной: мол, при формировании в протопланетном облаке вода должна была испаряться с поверхности протопланеты, которая потом стала Землелуной. Отсюда и сегодняшние планетологические оценки Меркурия как планеты, состоящей в основном из тяжёлых элементов. Как же тогда объяснить изобилие в древней магме Меркурия волатильных газов?

...С другой стороны, свидетельства наличия в тамошней магме лёгких элементов стыкуются с более ранними находками на полюсах Меркурия следов воды и даже органических веществ. Если волатильные вещества могут оказаться на поверхности, то почему бы им не попасть однажды в магму?

Напомним, по современным представлениям, огромное атмосферное давление Венеры препятствует взрывам её вулканов, да и с «внутренностями» планеты ясности нет. На Марсе недавние находки показали, что, как и на Земле, вулканы там и изливаются (когда газов не хватает для взрыва), и взрываются. Что объяснимо: они в несколько раз дальше от Солнца, и это делает понятным присутствие лёгких газов. Но Меркурий? Как-то это не сходится с нашими представлениями об эволюции Солнечной системы...

Впрочем, авторы работы считают, что время окончательных выводов ещё не настало. Лёгкие элементы могли быть доставлены на Меркурий планетезималями в ранней молодости Солнечной системы. Кроме того, может быть, на первой планете было не так уж много взрывных извержений — ведь есть и «нормальные» площадки, похожие на места, залитые лавой безо всякой «пиротехники». И всё же уникальность MESSENGER-находки не стоит недооценивать: чисто взрывной характер местности на довольно обширной площади нехарактерен для нашей системы. Как вышло, что ближайшее к Солнцу тело получило столь большую порцию этих планетезималей и так долго смогло хранить их волатильные вещества?..

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Подготовлено по материалам The Conversation.