Кора Меркурия содержит лишь 37% диоксида кремния — на 25% меньше, чем считалось ранее. Это указывает на то, что магма планеты формировалась на огромной глубине при экстремально высоких температурах.
Ключевые тезисы:
- На Меркурии на 25% меньше диоксида кремния, чем предполагали предыдущие расчеты (около 37% массовой доли).
- Вулканическая активность планеты прекратилась спустя миллиард лет после ее образования.
- Для анализа спектра планеты ученые использовали метод инфракрасной калибровки, предварительно протестированный на лунных данных.
Эволюция самой маленькой планеты Солнечной системы оказалась куда более экстремальной, чем предполагала наука. Новое исследование показало, что поверхность Меркурия аномально бедна диоксидом кремния — это прямое свидетельство того, что магма, сформировавшая его твердую оболочку, зарождалась на колоссальных глубинах и при сверхвысоких температурах.
Земля и Меркурий формировались по совершенно разным сценариям. Если наша родная планета до сих пор остается геологически живой — тектоника плит и вулканизм постоянно «перемешивают» земные недра, — то Меркурий остыл очень рано. Примерно через миллиард лет после своего образования его вулканическая активность полностью прекратилась. Поверхность покрылась сплошной каменной коркой, словно застывший пудинг. Природа не оставила геологам инструкцию по сборке первой планеты от Солнца, поэтому восстанавливать ее бурное прошлое приходится буквально по крупицам данных, считывая их с этой древней каменной кожи.
Команда исследователей из Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка (MPS), а также университетов Мюнстера и Геттингена сумела с беспрецедентной точностью определить химический состав поверхности Меркурия. Результаты их работы, опубликованные в журнале Planetary Research, преподнесли специалистам сюрприз.
Данные показали острую нехватку диоксида кремния:
- Массовая доля этого соединения на Меркурии составляет всего около 37%.
- Это на 25% меньше, чем предполагали предыдущие оценки.
- Для сравнения: на Земле диоксид кремния (один атом кремния и два атома кислорода) вездесущ — в виде обычного песка или в составе вулканических пород (базальта, андезита и гранита), где его доля может достигать 75%.
По словам ведущего автора исследования Кристиана Ренггли, главы исследовательской группы в MPS, столь низкий показатель указывает на то, что вулканические породы Меркурия образовались из мантийного материала, расплавленного на гораздо больших глубинах, чем считалось ранее.
Механизм здесь довольно прямолинеен: в расплавленной мантии молодой планеты диоксид кремния накапливается постепенно. Первые остывающие породы забирают его из расплава в минимальных количествах. Следовательно, чем дольше «варится» лава перед выходом на поверхность, тем богаче она становится этим соединением. Скромные запасы диоксида кремния на коре Меркурия — это не ошибка измерений, а геологический термометр, указывающий на экстремально высокие температуры в недрах планеты на заре ее существования. Впрочем, ученые оставляют пространство для альтернативного сценария: возможно, изначально планета была богаче диоксидом кремния, но со временем просто растеряла кислород.
Очень сложно изучать Меркурий дистанционно. На его поверхность никогда не садился ни один посадочный модуль, и в распоряжении ученых нет ни единого камешка с первой планеты. Единственный способ узнать химический состав — анализировать инфракрасное излучение, исходящее от поверхности, с помощью космических зондов или наземных телескопов.
Чтобы расшифровать эти световые сигналы, ученые сначала засели в лабораториях. Они создали крошечные стеклянные шарики размером около половины миллиметра с точно выверенным содержанием диоксида кремния. Изучив, как именно светятся эти песчинки в инфракрасном спектре, исследователи получили своеобразный ключ к шифру.
«Стеклянные шарики выполняют ту же функцию, что и калибровочные гири на весах, — объясняет Ирис Вебер из Мюнстерского университета. — Их вес точно известен, что позволяет нам правильно интерпретировать показания. Точно так же шарики позволяют сделать верные выводы из свойств инфракрасного излучения».
Прежде чем направить свой «откалиброванный» метод на Меркурий, команда провела генеральную репетицию на объекте поближе — на Луне. С 2009 года аппарат NASA Lunar Reconnaissance Orbiter собирает детальные инфракрасные данные о лунной поверхности. Применив свой алгоритм, ученые составили первую полную карту содержания диоксида кремния на Луне. Надежность метода подтвердили физические образцы лунного грунта, доставленные на Землю пилотируемыми и беспилотными миссиями. Луна сработала как идеальный пробный камень.
Успешно пройдя «лунный тест», исследователи наконец применили свой метод к Меркурию, используя данные инфракрасного телескопа Бока в Аризоне. Но это лишь начало.
Настоящий прорыв ожидается в ближайшее время. Команда рассчитывает подтвердить дефицит диоксида кремния с помощью данных европейско-японской миссии BepiColombo. Уже в этот четверг, 3 сентября 2026 года, должен состояться первый ключевой этап: разделение двух зондов (от ESA и JAXA) и транспортного модуля перед выходом на орбиту вокруг планеты.
Инструмент MERTIS, установленный на борту BepiColombo и разработанный под руководством Немецкого центра авиации и космонавтики (DLR) совместно с Институтом планетологии Мюнстерского университета, начнет передавать инфракрасные данные беспрецедентного разрешения. Как отмечает Кристиан Ренггли, их нынешнее исследование заложило фундаментальную базу, которая позволит извлечь из будущих измерений BepiColombo максимально точную информацию и окончательно прочитать каменную летопись Меркурия.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
FAQ: Часто задаваемые вопросы
Почему на Меркурии сейчас нет действующих вулканов?
Меркурий — самая маленькая планета, поэтому он остыл гораздо быстрее Земли. Примерно через миллиард лет после формирования его недра потеряли достаточно тепла, из-за чего вулканическая активность полностью остановилась, а поверхность покрылась твердой коркой.
Как ученые узнали состав коры Меркурия, если оттуда нет образцов?
Специалисты анализируют инфракрасное излучение, исходящее от планеты. Создав в лаборатории микроскопические стеклянные шарики с точным химическим составом, ученые смогли откалибровать оборудование и расшифровать инфракрасные спектры, полученные с помощью мощных телескопов.
Что означает нехватка диоксида кремния на Меркурии?
Дефицит этого соединения указывает на то, что вулканические породы формировались на огромной глубине. При остывании мантии диоксид кремния концентрируется в верхних слоях расплава; его малая доля на поверхности говорит об экстремально высоких температурах внутри молодой планеты.
Источник: Christian Renggli et al, The SiO 2 abundance on the surfaces of the Moon and Mercury, Planetary Research (2026).
Читайте также: На Меркурий под парусом: ученые хотят решить главную проблему полетов к Солнцу без капли горючего