De geologen Kelsey Crane en Christian Klimkzak van de University of Georgia (VS) schatten de afkoelsnelheid van Mercurius en de tijd gedurende welke de kleinste en dichtstbijzijnde planeet bij de zon in het zonnestelsel zijn huidige omvang kreeg. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters en wordt kort gerapporteerd op de blogs van de American Geophysical Society.
Kwik is ongeveer 20 keer lichter en kleiner dan de aarde, de gemiddelde dichtheid is ongeveer hetzelfde. Het jaar op Mercurius duurt 88 dagen.
Mercurius verschilt van andere planeten in het zonnestelsel door zijn grote metalen kern - het is goed voor 85 procent van de straal van dit hemellichaam. Ter vergelijking: de kern van de aarde is slechts de helft van zijn straal. In tegenstelling tot Venus en Mars heeft Mercurius, net als de aarde, zijn eigen magnetosfeer, niet een geïnduceerde.
Het ruimtestation MESSENGER (MErcury Surface, Space Environment, GEochemistry) heeft talloze plooien, bochten en breuken op het oppervlak van Mercurius ontdekt, wat een ondubbelzinnige conclusie mogelijk maakt over de tektonische activiteit van de planeet, althans in het verleden. De structuur van de buitenste korst wordt volgens wetenschappers bepaald door de fysische processen die plaatsvinden in het binnenste van de planeet, in het bijzonder thermische diffusie van de mantel en, waarschijnlijk, het genereren van een magnetisch veld.
Een samengesteld beeld van Mercury uit Mariner 10-beelden. Afbeelding: NASA
De eerste gegevens dat de grootte van Mercurius aan het veranderen was, werden ontvangen door het ruimtestation Mariner 10. Op het aardoppervlak werden steile hellingen gevonden - hoge en uitgestrekte kliffen. Wetenschappers hebben gesuggereerd dat ze zijn ontstaan door de afkoeling van Mercurius, waardoor de korst van een kleine planeet, die kleiner werd, vervormd werd. Nu hebben geologen echter pas kunnen inschatten wanneer en met welke snelheid deze processen plaatsvonden.
De gegevens over kraters verkregen door het MESSENGER-station hielpen. Geologen geloven dat de wereldwijde samentrekking van de planeet meer dan 3,85 miljard jaar geleden begon. Sindsdien nadert het oppervlak van Mercurius zijn centrum met een snelheid van 0,1-0,4 millimeter per jaar.
De verkleining van de planeet vertraagt geleidelijk en is nu bijna onmerkbaar. In totaal is de straal van Mercurius met meer dan vijf kilometer afgenomen.
Promotie video:
De onderzoekers denken dat Mercurius begon te krimpen na het meteorietbombardement, dat 3,8 miljard jaar geleden eindigde en 400 miljoen jaar duurde. Gedurende deze tijd verschenen er veel inslagkraters op Mercurius, Venus, de aarde, de maan en Mars. De redenen voor de ramp zijn onduidelijk. Waarschijnlijk werd het veroorzaakt door een verandering in banen door gasreuzen of een of andere zwaartekrachtverstoring aan de rand van het zonnestelsel, waardoor veel kometen en asteroïden naar het centrum snelden. Hun slagen warmden Mercurius op.
De ouderdom van kraters op Mercurius werd geschat met behulp van de methode die werd gebruikt om het tijdstip van vorming van geologische formaties op de maan te bepalen. Hoe meer de krater verslechtert, en hoe donkerder het is vanwege het stof dat het heeft bedekt, hoe ouder het is. Deze visuele methode heeft zichzelf bewezen in de datering van kraters op de maan, bevestigd door de resultaten van radio-isotopenanalyse van grondmonsters die naar de aarde werden afgeleverd als onderdeel van het Amerikaanse Apollo bemande maanprogramma.
De kraters van Mercurius, bestudeerd door specialisten, hebben een diameter van meer dan 20 kilometer. In totaal werden meer dan zesduizend kenmerken van geologische formaties geanalyseerd, waarvan er vele nog niet eerder aandacht hadden gekregen. De meeste, maar niet alle, kenmerken bleken verband te houden met de wereldwijde samentrekking van Mercurius. Oude kraters kruisen in de regel breuken, wat betekent dat deze kraters al ontstonden voordat de planeet begon te krimpen. Jonge kraters worden meestal niet aangetast door fouten.
Wetenschappers zijn het erover eens dat Mercurius nog steeds een uitstekend platform is om de modellen van vorming en evolutie van de terrestrische planeten te testen. Het hemellichaam verandert nog steeds, hoewel de tektonische activiteit daar bijna is gestopt en het magnetische veld steeds meer verzwakt. Venus en Mars hebben lange tijd geen eigen magnetisch veld gehad, tektonische activiteit op Venus heeft nog geen tijd gehad om op te duiken en Mars is waarschijnlijk al geëindigd.
Apollodorus-krater en Pantheon-groeven. Afbeelding: NASA
Bovendien toonde een van de laatste simulaties van de vorming van hemellichamen van de aardse groep uit de protoplanetaire schijf rond de zon aan dat Mercurius helemaal niet had mogen ontstaan. Astronomen hebben het model 110 keer uitgevoerd in het kader van het N-lichamenprobleem, waarvoor meer dan honderd grote planetaire embryo's en ongeveer zesduizend planetesimalen werden gebruikt. De meeste lanceringen waren in staat om de geboorte van Venus en de aarde te reproduceren, terwijl Mercurius en Mars slechts in negen gevallen werden gevormd.
In de regel werd de planeet die het dichtst bij het licht stond gevormd op een afstand van 0,27-0,34 astronomische eenheden van de ster, met een kleine excentriciteit (een parameter die de verlenging van de baan beschrijft), en ongeveer vijf keer lichter dan de aarde. De planeet werd voornamelijk gevormd uit de materie van embryo's en het duurde tien miljoen jaar.
Slechts twee stations hebben Mercurius in detail onderzocht - Mariner 10 en MESSENGER. In 2018 zijn Japan en de EU van plan om vanaf twee stations een derde missie naar Mercurius, BepiColombo, te sturen. Ten eerste zal MPO (Mercury Planet Orbiter) een kaart met meerdere golflengten van het oppervlak van een hemellichaam samenstellen. De tweede, een MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter), zal de magnetosfeer verkennen. Het zal lang wachten op de eerste resultaten van de missie - zelfs als de lancering plaatsvindt in 2018, zal het station Mercurius pas in 2025 bereiken.
Andrey Borisov
