С марта 2011 года на орбите Меркурия находится зонд MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging). Переданная им информация уже заставила поломать голову: какие геологические процессы породили поверхность с настолько разным составом?

Сотрудники Массачусетского технологического института (США) воссоздали два типа пород Меркурия в лаборатории и подвергли их воздействию высокой температуры и давления. Выяснилось, что лишь одно явление способно объяснить сосуществование этих типов: огромный океан магмы. Случилось это не вчера: коре Меркурия более 4 млрд лет.

MESSENGER вышел на орбиту Меркурия в период интенсивных солнечных вспышек, основную силу которых ближайшей к Солнцу планете приходится принимать на себя. Породы на её поверхности отражают интенсивный флуоресцентный спектр, который учёные могут измерить с помощью рентгеновских спектрометров и таким образом определить химический состав поверхностного материала. Этот метод позволил выделить два основных типа породы, состоящих в основном из оксидов магния, кремния и алюминия.

Учёные смешали компоненты в правильных пропорциях и получили синтетические образцы пород Меркурия, которые затем расплавили в горне, повышая и понижая температуру для имитации геологических процессов, которые могли привести к образованию в расплаве кристаллов и в конечном итоге пород. «Когда расплав остывает и формируются кристаллы, тем самым меняется химический состав той части породы, которая остаётся расплавленной», — поясняет соавтор Тимоти Гроув.

Охладив образцы, исследователи выбрали для анализа крошечные кристаллы и остатки расплава. Поначалу учёные рассматривали сценарии, в которых обе породы связаны друг с другом. Например, они могли происходить из одной и той же области, а разница могла быть вызвана тем, что одна порода кристаллизовалась сильнее другой.

Но г-н Гроув обнаружил, что породы очень разные, то есть они образовались в разных регионах планеты, а появление этих последних проще всего объяснить большим океаном магмы, который создал разные области кристаллизации по мере затвердения. Впоследствии затвердевшую корку прорвали вулканы, лава которых вновь расплавила поверхность.

Исследователи полагают, что этот океан существовал в первые 1–10 млн лет истории Меркурия и мог стать результатом процессов, которые привели к формированию планеты. Столкновения частиц протопланетного облака способны были произвести достаточно энергии, чтобы расплавить всю планету.

Результаты исследования опубликованы в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Подготовлено по материалам Массачусетского технологического института.