Новые карты элементного состава поверхности Меркурия поведали об истории планеты

В двух новых научных статьях, опубликованных членами научной команды миссии MESSENGER, представлены глобальные карты химического состава поверхности Меркурия, которые демонстрируют ранее не замеченные учеными геохимически однородные территории — крупные области на поверхности планеты, химический состав которых заметно отличается от химического состава окружающих их регионов.

КА Messenger был выведен на меркурианскую орбиту в марте 2011 г., и начиная с этого времени исследовал химический состав поверхности ближайшей к Солнцу планеты Солнечной системы при помощи своих рентгеновского (XRS) и гамма- (GRS) спектрометров. За время своей работы зонд получил информацию о распределении калия, тория, урана, натрия, хлора и кремния по поверхности Меркурия.

Однако до настоящего времени геохимические карты распределения некоторых из этих элементов — а также их приведенных к содержанию кремния концентраций — ограничивались не более чем одним полушарием планеты и имели довольно низкое разрешение. В новой научной работе под названием "Evidence for geochemical terranes on Mercury: Global mapping of major elements with MESSENGER"s X-Ray Spectrometer", опубликованной на этой неделе в журнале Earth and Planetary Science Letters, её авторы во главе с Шошаной Вейдер из Института Карнеги, США, используют инновационные методы исследования, позволяющие создавать глобальные карты отношений содержаний магний/кремний и алюминий/кремний, а также других элементов, наблюдающихся на поверхности Меркурия, на основе данных, полученных при помощи инструмента XRS космического аппарата MESSENGER.

Наиболее явно на этих картах выделяется обширная геохимически однородная территория площадью около 5 миллионов квадратных километров. На этой территории наблюдаются повышенные отношения концентраций Mg/Si, S/Si, Ca/Si, а также низкое отношение концентраций Al/Si. Согласно гипотезе, выдвинутой авторами статьи, высокомагнезиальный состав этой части поверхности Меркурия объясняется древним падением астероида на поверхность планеты, которое привело к образованию обширного ударного кратера, обнажившего богатое магнием жидкое вещество мантии планеты.

Во второй работе, озаглавленной "Geochemical terranes of Mercury"s northern hemisphere as revealed by MESSENGER neutron measurements" и доступной для прочтения в журнале Icarus, представлены первые карты уровня поглощения низкоэнергетических (тепловых) нейтронов, наблюдающегося по поверхности Меркурия.

«По этим картам мы можем судить о распределении элементов, активно поглощающих тепловые нейтроны, таких как железо, хлор и натрий», — отмечает главный автор исследования Патрик Пепловски из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, США.

Согласно Пепловски, научные результаты, полученные его командой, свидетельствуют о том, что гладкие равнины, находящиеся на территории Равнины Жары — крупнейшей и наилучшим образом сохранившейся чаши ударного кратера, расположенной на поверхности Меркурия — имеют элементный состав, существенно отличающийся от состава окружающих их равнин вулканического происхождения. Это может указывать на то, что вещество мантии Меркурия, послужившее материалом как для первых, так и для вторых из указанных геологических образований, химически неоднородно, заключают авторы статьи.