Nova analiza pokazala je da Merkurova površina sadrži znatno manje silicijeva dioksida nego što se dosad procjenjivalo. Rezultat upućuje na to da su vulkanske stijene u kori planeta nastale iz materijala koji se talio dublje u plaštu i pri višim temperaturama.
Prema istraživanju objavljenom u časopisu Planetary Research, maseni udio silicijeva dioksida na Merkurovoj površini iznosi oko 37 posto. To je do četvrtine manje od ranijih procjena.
Količina silicijeva dioksida u vulkanskim stijenama ovisi o uvjetima u kojima je nastala magma. Dok se plašt planeta hladi i kristalizira, silicijev dioksid nakuplja se u preostaloj taljevini. Lave koje kasnije izbijaju na površinu stoga su obično bogatije tim spojem. Njegov nizak udio na Merkuru upućuje na to da se velik dio kore oblikovao iz vrlo vrućeg materijala iz dubljih dijelova plašta.
“Naši rezultati pokazuju da su vulkanske stijene na Merkuru nastale iz materijala plašta koji se talio na većoj dubini nego što se prije pretpostavljalo”, rekao je Christian Renggli s Instituta Max Planck za istraživanje Sunčeva sustava, vodeći autor studije.
Staklene kuglice poslužile kao mjerilo
Sastav Merkurove površine teško je odrediti jer se nijedna letjelica ondje nije spustila niti su na Zemlju doneseni uzorci njegovih stijena. Procjene se temelje na teleskopskim opažanjima i mjerenjima iz svemira, a njihova pouzdanost ovisi o tome koliko se precizno može protumačiti infracrveno zračenje s površine.
Renggli i njegovi suradnici izradili su u laboratoriju staklene kuglice promjera oko pola milimetra, svaku s točno određenim udjelom silicijeva dioksida. Mjerenjem njihova infracrvenog zračenja dobili su referentne vrijednosti za tumačenje podataka prikupljenih na drugim nebeskim tijelima.
Metodu su najprije provjerili na Mjesecu. Podaci instrumenta Diviner na NASA-inoj letjelici Lunar Reconnaissance Orbiter omogućili su izradu prve potpune karte udjela silicijeva dioksida na mjesečevoj površini. Rezultati su se dobro podudarali s analizama uzoraka koje su na Zemlju donijele misije Apollo, Luna i Chang’e.
Tek nakon te provjere istraživači su obradili postojeća infracrvena opažanja Merkura, uključujući podatke prikupljene teleskopom Bok u Arizoni. Procjena od 37 posto predstavlja prosječnu vrijednost dobivenu daljinskim mjerenjima, a ne izravnom analizom Merkurovih stijena. Zasad nije poznato koliko se sastav razlikuje među pojedinim dijelovima planeta.
Tragovi drukčije vulkanske prošlosti
Merkur se od ostalih stjenovitih planeta razlikuje iznimno velikom metalnom jezgrom i tankim vanjskim slojevima. Nova procjena upućuje na to da su stijene njegove kore nastale pri ekstremnijim uvjetima nego što su dosadašnji modeli predviđali.
Velike ravnice na Merkuru nastale su izlijevanjem lave, a njihovu su površinu poslije tijekom milijardi godina prekrili udarni krateri. Vulkanska aktivnost završila je vrlo rano, vjerojatno unutar prve milijarde godina nakon nastanka planeta. Kemijski sastav kore stoga je jedan od rijetkih sačuvanih zapisa o tadašnjim uvjetima u unutrašnjosti Merkura.
Istraživači ipak ne isključuju drugo objašnjenje. Merkur je u početku mogao imati više silicijeva dioksida, ali je poslije izgubio dio kisika. Današnji sastav površine u tom bi slučaju bio posljedica kasnijih kemijskih promjena, a ne samo uvjeta u kojima je nastala magma. Postojeći podaci ne mogu pouzdano razlučiti ta dva scenarija.
BepiColombo treba provjeriti novu procjenu
Preciznija mjerenja očekuju se od europsko-japanske misije BepiColombo. Prema trenutačnom rasporedu Europske svemirske agencije, letjelica bi do Merkura trebala stići u prosincu 2026., a redovita znanstvena opažanja započeti u travnju 2027. godine.
Instrument MERTIS proučavat će mineralni sastav i temperaturu površine u infracrvenom području. Njegova bi mjerenja trebala pokazati vrijedi li procijenjeni udio silicijeva dioksida za cijeli planet ili prosječna vrijednost prikriva velike regionalne razlike. Ti će podaci omogućiti pouzdaniju rekonstrukciju vulkanske povijesti Merkura.
