Меркурий — самая маленькая планета Солнечной системы, расположенная ближе всего к Солнцу. Он немного больше Луны, и их поверхности похожи. Для изучения валунов на Меркурии ученые проанализировали почти 3000 снимков, полученных в 2015 году узкоугольной камерой космического зонда НАСА MESSENGER во время его орбитального полета к Меркурию. Они отметили только 14 валунов размером до 5 м (более мелкие объекты в настоящее время неразличимы).
Затем ученые провели мониторинг изображений поверхности Луны. Качество снимков Луны (сделанных аппаратом NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, который был запущен к Луне в 2009 году) значительно лучше. Поэтому для адекватного сравнения естественного спутника Земли с «портретами» Меркурия необходимо было специально «ухудшить» качество фотографий Луны до того же уровня.
«Сравнение материалов привело нас к выводу, что валуны встречаются на Меркурии примерно в 30 раз реже, чем на Луне», — говорит Михаил Креславский, исследователь из Калифорнийского университета. «Такая точная количественная оценка изначально неточна из-за ограниченности исходных данных. Однако значительная относительная редкость валунов на Меркурии может быть твердо и надежно установлена».
Разница определяется тремя факторами, считают ученые. Первый фактор — поток микрометеоритов на Меркурий. Из-за близости планеты к Солнцу он более чем в 50 раз обильнее и в 1,5-5,5 раз быстрее, чем поток на Луну. Микроскопические частицы межпланетной пыли, попадая на валуны Меркурия, перемалывают их как абразивный материал почти в 15 раз быстрее, чем на Луне.
Второй фактор — более толстый слой реголита (рыхлой почвы) на поверхности Меркурия, который является «продуктом» той же интенсивной микрометеоритной бомбардировки. Благодаря более толстому реголиту космические объекты размером в десятки метров, падая на Меркурий, «травмируют» планету гораздо меньше и выбивают с ее поверхности гораздо меньше валунов. Стирание валунов микрочастицами в сочетании с эффектом более плотного реголита, возможно, является основным условием, объясняющим незначительное количество валунов на Меркурии, предполагают планетологи.
Третий фактор — циклические изменения температуры, которые происходят на Меркурии в течение солнечного дня (он равен 176 земным суткам). Меркурий, находящийся ближе всех к Солнцу, имеет самые большие колебания температуры среди всех планет Солнечной системы: от 80 до 700 К.
«Большое тепловое напряжение, в 2,5 раза превышающее таковое на Луне, приводит к быстрому износу материала, появлению многочисленных крупных и микротрещин и, в конечном счете, к разрушению валунов на Меркурии. На Луне же «срок жизни» валунов достигает 100 млн. лет», — говорит Мария Грицевич, старший научный сотрудник Уральского федерального университета и Финского института геопространственных исследований, доцент кафедры планетарных наук Университета Хельсинки.
Таким образом, при сравнительно небольшом количестве валунов на Меркурии ученые определяют как более редкие случаи их образования, так и более быстрый процесс разрушения. «Наш анализ ограничен качеством большинства доступных изображений поверхности Меркурия и ограниченным количеством снимков высокого разрешения», — говорит Мария Грицевич.
«Исследования могут быть продолжены на основе результатов следующей миссии к Меркурию». Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) BepiColombo, запущенная в октябре 2018 года, должна достичь Меркурия в декабре 2025 года. Результаты миссии BepiColombo будут очень полезны для дальнейших исследований валунов. В частности, если термические напряжения вносят существенный вклад в уничтожение валунов, то следует ожидать антикорреляции обилия валунов с «горячими полюсами» Меркурия, и это можно будет проверить по снимкам HRIC».
Примечание
Валуны — это обломки горных пород, образовавшиеся в результате падения метеоритов на поверхность планеты и расположенные в областях свежих ударных кратеров диаметром сотни метров и более. Их точный возраст трудно оценить, но тот факт, что они находятся глубже, чем сильно деградировавшие кратеры аналогичного размера, свидетельствует об их относительной молодости.
Справочник: «Валуны на Меркурии» М.А. Креславский, А.Ю. Zharkova, James W. Head and Maria I. Gritseviche, 20 July 2021, Icarus . DOI: 10.1016/j.icarus.2021.11462
