Меркурию не позавидуешь. Будучи не только самой маленькой планетой Солнечной системы, но и ближайшей к нашей звезде, эта планета страдает от своего неудачного положения. Согласно новому исследованию, именно близость к Солнцу стала причиной многочисленных трещин и разломов на поверхности Меркурия, а также напряжений в его коре.
Меркурий – сухой, неровный и сильно покрытый кратерами мир. Поверхность планеты выглядит деформированной, с возвышающимися утесами, хребтами и линиями разломов, пересекающими ее ландшафт. Происхождение этих "шрамов" долгое время оставалось загадкой – как именно планета остывала и сжималась столь необычным образом миллиарды лет назад после своего формирования?
Как выяснилось, ответ может крыться в неудобной близости Меркурия к Солнцу. Команда исследователей из Бернского университета создала физические модели Меркурия, чтобы понять, насколько сильно приливные силы Солнца влияют на маленькую планету. Результаты показали, что наша звезда могла оказывать влияние на развитие и ориентацию тектонических особенностей на поверхности Меркурия на протяжении длительных периодов времени.
Планеты формируются из горячего расплавленного материала, оставшегося после рождения звезды. Со временем эти объекты остывают, их внутренние материалы сжимаются, вызывая сокращение планеты, при этом их кора морщится и трескается. Однако данные показывают, что Меркурий не только сжался – его поверхность также сдвинулась в боковом направлении. В его каменистой коре образовались трещины и разломы. Ученые предполагали, что процесс, сформировавший внешний слой Меркурия, был результатом этого охлаждения и сжатия, но новое исследование предполагает, что причиной может быть близкая к Солнцу орбита.
У Меркурия одна из самых уникальных орбит в Солнечной системе. Ему требуется около 88 земных дней, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца, в течение которого планета вращается вокруг своей оси три раза за каждые два оборота. Его орбита также сильно эллиптическая и наклонена примерно на 7 градусов по сравнению с орбитальной плоскостью Земли. Эта эксцентричность означает, что приливные силы, которые испытывает Меркурий со стороны Солнца, значительно варьируются.
Команда исследователей решила изучить, как приливные силы способствуют формированию коры Меркурия. Они использовали физические модели Меркурия за последние 4 миллиарда лет, чтобы рассчитать, как приливные силы Солнца могли влиять на напряжения его поверхности. Результаты показали, что изменяющееся гравитационное притяжение Солнца оказало влияние на тектонические особенности Меркурия с течением времени.
Приливные напряжения до сих пор в значительной степени игнорировались, так как считалось, что они слишком малы, чтобы играть значительную роль. Наши результаты показывают, что хотя величина этих напряжений недостаточна для самостоятельного образования разломов, направление вызванных приливами напряжений сдвига согласуется с наблюдаемыми ориентациями моделей скольжения разломов на поверхности Меркурия.
Недавние открытия также могут быть применены к другим планетам, показывая, как незначительные силы, помимо тектоники, могут оказать длительное воздействие на поверхность.
Понимание того, как деформируется такая планета, как Меркурий, помогает нам понять, как планетарные тела эволюционируют на протяжении миллиардов лет.
Ученые, стоящие за новым исследованием, надеются собрать больше информации о деформированной поверхности Меркурия с помощью миссии BepiColombo, запущенной в октябре 2018 года. BepiColombo – всего лишь третий космический аппарат, посетивший Меркурий, так как планету трудно достичь из-за мощного гравитационного притяжения Солнца.