Серная лава и узкое динамо: учёные пересобрали Меркурий в пробирке

Меркурий похож на сдутый каменный шар с металлической сердцевиной — 60 % его объёма занимает ядро. Новые лабораторные опыты показали, как сернистая лава и растущее внутреннее ядро поддерживают магнитное поле и формируют ландшафт самой загадочной планеты Солнечной системы.

Меркурий служит идеальным "полигоном" для специалистов: достаточно близок для детального исследования, но достаточно необычен, чтобы подвергнуть сомнению привычные теории. Разгадав его строение и эволюцию, учёные расширят понимание того, как формируются и эволюционируют каменистые миры по всей Вселенной.

Меркурий — самая миниатюрная и при этом самая загадочная планета Солнечной системы. При объёме, вдвое меньшем земного, её металлическое ядро занимает около 60 % внутреннего пространства (у Земли — лишь 15 %). Учёные долго спорили: родился ли Меркурий из необычно богатого металлами материала или ранние катастрофические столкновения "сняли" с него каменную оболочку.

Лава-"сироп" вместо лавы-"смолы"

Пробурить поверхность планеты невозможно, поэтому команда Энн Помье из Лаборатории Земли и планет Института Карнеги решила моделировать условия Меркурия в лаборатории.

Исходя из данных аппарата MESSENGER, исследователи синтезировали лаву с высоким содержанием серы — и обнаружили, что такие расплавы образуют короткие, слабо связанные молекулярные структуры. В результате древние потоки были текучими, как густой сироп, а не липкими, словно смола, что объясняет широкие гладкие равнины планеты.

Загадка слабого магнитного поля

Не менее странным остаётся магнитное поле Меркурия. Для столь маленького и быстро остывающего мира активное поле — редкость. Компьютерные симуляции Помье показали, что динамо поддерживается тонким конвективным слоем: небольшая зона жидкого металла генерирует поле, пока внутренняя часть ядра медленно кристаллизуется. С каждым "миллионом лет" эта зона сужается, отчего и само поле слабее земного.

Готовимся к прилёту BepiColombo

Результаты пришлись как нельзя кстати: в 2025 году орбитер BepiColombo (совместная миссия ESA и JAXA) начнёт детальное картографирование магнитного поля, химического состава и электропроводности Меркурия. Новые данные помогут проверить лабораторные модели и уточнить историю формирования планеты.