Тайна самой внутренней планеты: хром нашли прямо на поверхности Меркурия

Исследователи использовали данные, полученные с автоматической межпланетной станции NASA «Мессенджер», чтобы составить карту содержания хрома на Меркурии. И обнаружили его в значительном количество в большом металлическом ядре планеты. Исследование объединило данные наблюдений с лабораторным моделированием уникальных условий формирования Меркурия при дефиците кислорода.


Происхождение Меркурия, ближайшей планеты к Солнцу, загадочно во многих отношениях. У Меркурия металлическое ядро, как и у Земли, но оно составляет гораздо большую долю объёма планеты — 85% по сравнению с 15% у Земли.

В ходе программы НАСА Discovery космический аппарат, вышел на орбиту Меркурия. Измерения показали, что планета очень отличается по химическому составу от Земли. На Меркурии меньше кислорода, что указывает на его образование из иных «строительных блоков» на заре развития Солнечной системы. Однако по имеющимся сегодня данным оказалось трудно с точностью определить степень окисления Меркурия, то есть количества кислорода. Поэтому учёным пришлось просчитывать различные «кислородные сценарии».

Новое исследование на основе данных с «Мессенджера» провели в Университете штата Аризона под руководством Ларри Ниттлера из Школы исследования Земли и космоса. Учёные обнаружили на поверхности Меркурия обилие хрома и составили карту распространения этого элемента на планете.

Хром известен тем, что он чрезвычайно блестящий и устойчивый к коррозии, а потому используется для покрытия стальных изделий, а также придаёт цвет рубинам и изумрудам. Но хром может существовать в широком диапазоне химических состояний, поэтому его обилие даёт информацию о химических условиях, при которых он оказался в составе горных пород.

Ниттлер и его коллеги обнаружили, что количество хрома на Меркурии варьируется, с разницей примерно в четыре раза. Они рассчитали теоретические модели того, сколько хрома будет на поверхности, когда планета разделится на кору, мантию и ядро при различных условиях.

Ларри Ниттлер подчеркнул, что хром вообще впервые обнаружили на поверхности планеты как таковой и настолько много, чтобы нанести его скопления на карту. В зависимости от количества доступного кислорода этот элемент может находиться в оксидных, сульфидных или металлических минералах. Комбинируя данные с помощью компьютерного моделирования, учёные смогли получить уникальную информацию о происхождении и геологической истории Меркурия.

Соавтор научной работы Асмаа Бужибар из Университета Западного Вашингтона, которая выполняла моделирование, добавила, что большая часть хрома в Меркурии сосредоточена в ядре планеты. Из-за уникального состава и условий формирования Меркурия его состав можно сравнить с информацией о земных породах.

В ходе исследования Ниттлер, Бужибар и их соавторы собрали данные лабораторных экспериментов и проанализировали поведение хрома при различном содержании кислорода на Меркурии. Впоследствии они разработали модель для исследования — как распределяется хром между различными слоями ближайшей к Солнцу планеты.

Результаты показывают, что, подобно железу, значительная часть хрома действительно изолирована в ядре. Исследователи также отметили, что по мере того, как планета будет испытывать возрастающий дефицит кислорода, в её недрах должно скрывается ещё большее количество хрома. Эти знания значительно улучшают понимание современной наукой элементного состава и геологических процессов внутри наименьшей планеты солнечной системы.