Nova analiza Merkurjevega površja je pokazala, da vsebuje približno 37 odstotkov silicijevega dioksida – do četrtino manj, kot so kazale prejšnje ocene. Ugotovitev nakazuje, da so kamnine na površje prinesli izrazito vroči in obsežni vulkanski procesi, ki so segali globlje v plašč planeta.
Raziskavo so opravili znanstveniki Inštituta Max Planck za raziskovanje Osončja ter univerz v Münstru in Göttingenu. Izsledke so 27. avgusta objavili v odprtodostopni reviji Planetary Research pod naslovom The SiO₂ abundance on the surfaces of the Moon and Mercury.
Silicijev dioksid oziroma SiO₂ je ena najpogostejših sestavin kamnin na Zemlji. V različnih oblikah ga najdemo v pesku ter vulkanskih kamninah, kot so bazalt, andezit in granit. Delež silicijevega dioksida v nekaterih zemeljskih kamninah dosega približno 75 odstotkov.
Na Merkurju pa naj bi ga bilo le okoli 37 masnih odstotkov.
Manj silicijevega dioksida kaže na višje temperature
Silicijev dioksid se med ohlajanjem mladega planeta postopoma kopiči v preostali staljeni kamnini. Minerali, ki se iz magme izločijo najprej, namreč vsebujejo razmeroma malo te spojine. Lava, ki pride na površje pozneje, je zato praviloma bogatejša s silicijevim dioksidom.
Če ga je na Merkurjevem površju manj, to nakazuje, da so tamkajšnje vulkanske kamnine nastale iz bolj temeljito staljenega materiala plašča in pri višjih temperaturah, kot so znanstveniki domnevali doslej.
“Naše ugotovitve kažejo, da so vulkanske kamnine na Merkurju nastale iz bolj staljenega materiala plašča, kot smo predvidevali,” je pojasnil vodilni avtor raziskave Christian Renggli z Inštituta Max Planck.
Obstaja tudi druga možnost. Merkurjeva skorja je morda prvotno vsebovala več silicijevega dioksida, vendar je planet pozneje izgubil del kisika. Razpoložljivi podatki še ne omogočajo zanesljivega razlikovanja med obema scenarijema.
Od polmilimetrskih kroglic do Merkurja
Ker na Merkurju še nikoli ni pristala nobena sonda, raziskovalci nimajo kamnin, ki bi jih lahko analizirali v laboratoriju. Sestavo površja morajo zato ugotavljati posredno, predvsem z infrardečo svetlobo, ki jo oddajajo kamnine.
Ekipa je v laboratoriju izdelala približno pol milimetra velike steklene kroglice z natančno določenimi deleži silicijevega dioksida. Nato je izmerila njihove infrardeče lastnosti in izdelala način za pretvorbo zaznanega sevanja v oceno kemične sestave.
Metodo so najprej preverili na Luni, kjer imajo znanstveniki na voljo tako podrobne satelitske meritve kot tudi kamnine, ki so jih na Zemljo prinesle odprave s človeško posadko in robotske sonde. Primerjava je potrdila, da je mogoče iz infrardečih podatkov dovolj zanesljivo določiti delež silicijevega dioksida.
Šele nato so metodo uporabili na podatkih o Merkurju, ki so jih med drugim pridobili s teleskopom Bok v ameriški Arizoni.
BepiColombo bo odgovor iskal že letos
Nova metoda prihaja ob pravem času. Evropsko-japonska sonda BepiColombo se po osmih letih potovanja pripravlja na prihod k Merkurju.
Tretjega septembra se je od znanstvenih orbiterjev ločil transportni modul, 21. novembra pa naj bi plovilo vstopilo v Merkurjevo orbito. Evropski orbiter MPO in japonski Mio se bosta nato ločila decembra, redna znanstvena opazovanja pa naj bi se začela aprila 2027.
Za novo raziskavo bo posebej pomemben instrument MERTIS, namenjen opazovanju Merkurjevega površja v infrardečem območju. Zagotovil naj bi precej natančnejše podatke od dosedanjih meritev z Zemlje.
Raziskovalci bodo z njimi preverili oceno o 37-odstotnem deležu silicijevega dioksida ter izdelali podrobnejši zemljevid sestave planeta. To bi lahko pokazalo, kako vroča je bila Merkurjeva notranjost, iz kakšnih globin je prihajala lava in zakaj se je njegova geološka zgodovina tako močno razlikovala od Zemljine.
Podrobnosti raziskave je objavil Inštitut Max Planck za raziskovanje Osončja, najnovejši časovni načrt prihoda sonde pa je objavila Evropska vesoljska agencija.
