Kaip karšta buvo Merkurijaus vidus, kai planeta buvo jauna? Trumpas atsakymas: karščiau nei dauguma tikėjome. Naujas infraraudonųjų spindulių tyrimas, sukalibruotas naudojant sumanias laboratorines priemones ir patikrintas lyginant su Mėnuliu, piešia vaizdą planetos, kurios paviršiuje yra gerokai mažiau silicio dioksido nei anksčiau manyta.
Silicio dioksidas — SiO2 — yra mineralinė pagrindo medžiaga daugeliui žemės uolienų Žemėje. Bazaltai ir granitai gali būti gausūs juo. Tačiau Merkurijus atrodo šykštus. Tarptautinė komanda, vadovaujama Max Planck Institute for Solar System Research mokslininkų, panaudojo trijų žingsnių metodą, kad nustatytų planetos paviršiaus sudėtį, ir gavo netikėtą skaičių: maždaug 37 procentai SiO2 pagal masę, kas yra iki maždaug 25 procentų mažiau nei ankstesni skaičiavimai.
Kodėl tai svarbu? Nes silicio dioksido kiekis atspindi planetos vėsimo ir lydymosi istoriją. Jaunoje planetoje, kai mantija atvėsta, pirmieji išsikristalizavę kietieji mineralai neįspaudžia daug silicio dioksido, todėl likusios tirpios uolienos laikui bėgant tampa vis turtingesnės silicio dioksidu. Todėl paviršius, kuriame santykinai mažai silicio dioksido, rodo, kad magmos, išsiveržusios Merkurijuje, kilo iš tirpalų, susiformavusių aukštesnėje temperatūroje arba gilesnėse mantijos dalyse nei manyta anksčiau. Paprasčiausiai: Merkurijaus ankstyvasis vidus tikriausiai buvo karštesnis ir ekstremalesnis nei leido mūsų ankstesni modeliai.
Trys žingsniai iki Merkurijaus. 1 žingsnis: laboratorinių matavimų pagalba tyrėjai nustatė ryšį tarp infraraudonųjų spindulių ir SiO2 kiekio. 2 žingsnis: jie patikrino šį ryšį naudodami Mėnulio matavimų duomenis ir mėnuleičių mėginius. 3 žingsnis: pasinaudoję Merkurijaus infraraudonųjų spindulių duomenimis tyrėjai galėjo nustatyti Merkurijaus paviršiaus SiO2 kiekį.
Reikėtų atminti dar vieną galimybę. Planeta galėjo būti anksčiau labiau oksiduota ir turtingesnė silicio dioksidu, o vėliau prarasti deguonį procesų metu, palaipsniui pakeitusių jos žievės cheminę sudėtį. Be uolienų mėginių abu scenarijai išlieka tikėtini. Ir čia atsiskleidžia komandos metodikos sumanumas: jiems nereikėjo roverio, kad paliestų Merkurijaus akmenis ir gautų patikimą įvertį.
Pirmiausia laboratorijoje tyrėjai pagamino smulkius kalibruotus stiklo karoliukus su žinomomis SiO2 koncentracijomis — juos galima laikyti spektriniais matuokliais. Jie išmatuojo, kaip tie karoliukai spinduliuoja ir atspindi infraraudonuosius spindulius. Toliau jie patikrino šią kalibraciją lygindami su Mėnuliu, naudodamiesi didelės raiškos infraraudonųjų spindulių žemėlapiais iš NASA Lunar Reconnaissance Orbiter ir palygindami rezultatus su tikrais Apollo, Luna ir Chang’e misijų pargabentais mėnuleičių mėginiais. Mėnulio testas pasiteisino. Ši validacija leido tyrėjams pasitikėdami pritaikyti tą pačią ryšį tarp infraraudonųjų spektrų ir sudėties Merkurijui, naudodami žemėje atliktus infraraudonųjų stebėjimus, įskaitant Bok teleskopo Arizonoje duomenis.
Pirmasis pasaulinis Mėnulio paviršiaus SiO2 kiekio žemėlapis. Baltos sužymėtos taškeliai rodo nusileidimo vietas, iš kurių Apollo, Luna ir Chang’e misijos pargabeno mėnuleičių mėginius į Žemę. Mėginiai leido patikrinti žemėlapio tikslumą.
Pagrindinė žinia: Merkurijaus paviršius vidutiniškai turi apie 37 % SiO2, tai yra žymiai mažiau nei ankstesni vertinimai, nurodant tirpalus iš karštesnės, gilesnės mantijos arba žievės istoriją, pakeistą deguonies netekimo procesų.
Šie rezultatai keičia, kaip turėtume įsivaizduoti Merkurijaus ugnikalnišką praeitį. Mažoji, prie Saulės esanti planeta atvėso santykinai greitai, palyginti su Žeme, ir maždaug milijardą metų po susiformavimo dauguma jos ugnikalniškos veiklos nutrūko. Naujas silicio dioksido įvertis rodo, kad tos ankstyvosios išsiveržimų magmos kilo iš kitokios mantijos režimo nei žemiškasis ugnikalniškumas, labiau pabrėžiant gylį ir temperatūrą nei silicio dioksido praturtėjimo tendencijas, įprastas Žemės geologams.
Šių metų lapkritį ESA erdvėlaivis BepiColombo įves orbitą aplink Merkurijų.
Visa tai netrukus taps aiškiau. 2026 m. lapkritį ESA ir JAXA BepiColombo misija planuojama įvesti Merkurijaus orbitą. Jos instrumentas MERTIS buvo suprojektuotas rinkti termiškai infraraudonuosius duomenis su daug didesniu tikslumu ir raiška nei ankstesni stebėjimai. Dabartinis tyrimas paruošė kalibracijos pagrindus, kad MERTIS galėtų užtikrintai versti savo spektrus į sudėtį.
Nė viena mėginių pargabenimo misija iki šiol nėra atvežusi Merkurijaus uolienų į Žemę. Tačiau šis naujas, praktiškas sprendimas, laboratorinė kalibracija, mėnulio patikra ir vėlesnis pritaikymas planetai, yra būtent toks kūrybiškas mokslas, kuris stumia mus pirmyn. Tikėkitės, kad šis nustebinantis Merkurijaus portretas taps aiškesnis, kai BepiColombo pradės grąžinti planetos terminės paslaptis.
Palikti komentarą
Komentarai
Komentarų dar nėra. Būkite pirmas.