Elohopean pinta, lyhyesti sanottuna, muistuttaa Kuuta. Laajat tasangot ja monet kraatterit osoittavat, että planeetan geologinen toiminta loppui miljardeja vuosia sitten.
Pintakuvio
Merkuriuksen pinta (kuva annetaan myöhemmin artikkelissa), joka on otettu luotain "Mariner-10" ja "Messenger", näytti ulkoisesti kuulta. Planeetta on suurelta osin täynnä erikokoisia kraattereita. Marinerin yksityiskohtaisimmissa valokuvissa näkyvät pienimmät ovat halkaisij altaan useita satoja metrejä. Suurten kraatterien välinen tila on suhteellisen tasainen ja koostuu tasangoista. Se on samanlainen kuin kuun pinta, mutta vie paljon enemmän tilaa. Samanlaisia alueita ympäröivät Merkuriuksen näkyvin törmäyksen seurauksena muodostunut törmäysrakenne, Zhara Plain Basin (Caloris Planitia). Kun tapaat Mariner 10:n, vain puolet siitä valaistui, ja Messenger avasi sen kokonaan planeetan ensimmäisellä ohilennolla tammikuussa 2008.
Kraatterit
Planeetan yleisimmät pinnanmuodot ovat kraatterit. Ne peittävät suuren osan pinnasta. Merkurius. Planeetta (kuvassa alla) näyttää ensi silmäyksellä kuulta, mutta tarkemmin tarkasteltuna ne paljastavat mielenkiintoisia eroja.
Elohopean painovoima on yli kaksi kertaa kuun painovoima, mikä johtuu osittain sen v altavan rauta- ja rikkiytimen suuresta tiheydestä. Voimakas painovoima pyrkii pitämään kraatterista ulos työntyvän materiaalin lähellä törmäyskohtaa. Kuuhun verrattuna se putosi vain 65 %:lla kuun etäisyydestä. Tämä voi olla yksi niistä tekijöistä, jotka vaikuttivat sekundääristen kraatterien muodostumiseen planeetalle, jotka muodostuivat sinkoutuneen materiaalin vaikutuksesta, toisin kuin ensisijaiset, jotka syntyivät suoraan törmäyksestä asteroidin tai komeetan kanssa. Suurempi painovoima tarkoittaa, että suurille kraattereille tyypillisiä monimutkaisia muotoja ja rakenteita - keskihuippuja, jyrkkiä rinteitä ja tasaista pohjaa - havaitaan Merkuriuksella pienemmissä kraattereissa (minimihalkaisija noin 10 km) kuin Kuussa (noin 19 km). Näitä mittoja pienemmillä rakenteilla on yksinkertaiset kuppimaiset ääriviivat. Merkuriuksen kraatterit eroavat Marsin kraattereista, vaikka molemmilla planeetoilla on vertailukelpoinen painovoima. Ensimmäisen tuoreet kraatterit ovat yleensä syvempiä kuin vastaavat muodostelmat toisessa. Tämä voi johtua Merkuriuksen kuoren alhaisesta haihtuvien aineiden pitoisuudesta tai suuremmista törmäysnopeuksista (koska auringon kiertoradalla olevan kohteen nopeus kasvaa sen lähestyessä aurinkoa).
Halkaisij altaan yli 100 km:n kraatterit alkavat lähestyä niille ominaista soikeaa muotoa.suuria muodostelmia. Nämä rakenteet - polysykliset altaat - ovat kooltaan 300 km tai enemmän ja ovat seurausta voimakkaimmista törmäyksistä. Niitä löydettiin planeetan kuvatulla osalla useita kymmeniä. Messenger-kuvat ja laserkorkeusmittaus ovat auttaneet suuresti ymmärtämään näitä Merkuriuksen varhaisten asteroidien pommitusten jäännösarpia.
Zhara Plain
Tämä törmäysrakenne ulottuu 1550 kilometriin. Kun Mariner 10 löysi sen ensimmäisen kerran, sen uskottiin olevan paljon pienempi. Esineen sisäpuoli on tasaisia tasankoja, joita peittävät taitetut ja katkenneet samankeskiset ympyrät. Suurimmat vuoret ulottuvat useiden satojen kilometrien pituudeksi, noin 3 km leveiksi ja alle 300 metrin korkeiksi. Yli 200 katkosta, jotka ovat kooltaan verrattavissa reunoihin, tulevat tasangon keskeltä; monet niistä ovat uurteiden (grabens) rajoittamia painaumia. Siellä missä grabenit leikkaavat harjuja, ne pyrkivät kulkemaan niiden läpi, mikä osoittaa niiden myöhemmän muodostumisen.
Pintatyypit
Zhara Plainia ympäröi kahden tyyppinen maasto - sen reuna ja hylätyn kiven muodostama kohokuvio. Reuna on rengas epäsäännöllisistä vuoristolohkoista, joiden korkeus on 3 km. Ne ovat planeetan korkeimpia vuoria, joiden rinteet ovat suhteellisen jyrkkiä kohti keskustaa. Toinen paljon pienempi rengas on 100-150 km päässä ensimmäisestä. Ulkorinteiden takana on lineaarinen vyöhykesäteittäisiä harjuja ja laaksoja, jotka ovat osittain täynnä tasankoja, joista osassa on lukuisia useita satoja metrejä korkeita kukkuloita ja kukkuloita. Zhara- altaan ympärillä olevien leveiden renkaiden muodostavien muodostumien alkuperä on kiistanalainen. Osa Kuun tasangoista muodostui pääasiassa ejectan vuorovaikutuksesta jo olemassa olevan pinnan topografian kanssa, ja tämä saattaa koskea myös Merkuriusta. Mutta Messengerin tulokset viittaavat siihen, että tulivuoren toiminnalla oli merkittävä rooli niiden muodostumisessa. Kraattereita ei ole vain vähän verrattuna Zharan altaaseen, mikä osoittaa tasangoiden muodostumisen pitkän ajan, vaan niissä on muitakin ominaisuuksia, jotka liittyvät selvemmin vulkanismiin kuin Mariner 10 -kuvissa. Kriittisiä todisteita tulivuoren toiminnasta on saatu Messengerin kuvista, joissa näkyy tulivuoren aukkoja, monet Zharan tasangon ulkoreunalla.
Radithlady-kraatteri
Caloris on yksi nuorimmista suurista polysyklisistä tasangoista, ainakin Merkuriuksen tutkitussa osassa. Se syntyi luultavasti samaan aikaan kuin viimeinen Kuun jättiläinen rakennelma, noin 3,9 miljardia vuotta sitten. Messengerin kuvat paljastivat toisen paljon pienemmän törmäyskraatterin, jossa on näkyvä sisärengas, joka on saattanut muodostua paljon myöhemmin, nimeltään Raditlady Basin.
Outo antipode
Planeetan toisella puolella, tasan 180° vastapäätä Zharan tasankoa, sijaitseeoudosti vääristynyttä maastoa. Tutkijat tulkitsevat tämän tosiasian puhumalla niiden samanaikaisesta muodostumisesta fokusoimalla seismiset aallot tapahtumista, jotka vaikuttivat Merkuriuksen antipodaaliseen pintaan. Mäkinen ja vuorattu maasto on laaja vyöhyke ylänköjä, jotka ovat 5-10 km leveitä ja jopa 1,5 km korkeita mäkisiä polygoneja. Ennen olemassa olleet kraatterit muuttuivat seismisten prosessien seurauksena kukkuloiksi ja halkeamiksi, minkä seurauksena tämä kohokuvio muodostui. Joillakin niistä oli litteä pohja, mutta sitten sen muoto muuttui, mikä viittaa niiden myöhempään täyttöön.
Plains
Tasango on suhteellisen tasainen tai kevyesti a altoileva Merkuriuksen, Venuksen, Maan ja Marsin pinta, jota esiintyy kaikkialla näillä planeetoilla. Se on "kangas", jolle maisema kehittyi. Tasangot ovat todisteita epätasaisen maaston hajoamisesta ja litteän tilan luomisesta.
On olemassa ainakin kolme tapaa "kiillottaa", jotka todennäköisesti tasoittivat Merkuriuksen pinnan.
Yksi tavoista - lämpötilan nostaminen - heikentää kuoren lujuutta ja sen kykyä kestää korkeaa kohotusta. Miljoonien vuosien aikana vuoret "uppoavat", kraatterien pohja nousee ja Merkuriuksen pinta tasoittuu.
Toisessa menetelmässä kiviä siirretään kohti maaston alempia alueita painovoiman vaikutuksesta. Ajan myötä kivi kerääntyy alangoihin ja täyttää korkeammat tasotkun sen tilavuus kasvaa. näin planeetan suolistosta virtaava laava käyttäytyy.
Kolmas tapa on lyödä kiven sirpaleita Merkuriuksen pinnalle ylhäältä, mikä lopulta johtaa epätasaisen maaston linjaamiseen. Kraatterin sinkoutuminen ja vulkaaninen tuhka ovat esimerkkejä tästä mekanismista.
Vulkaaninen toiminta
On jo esitetty joitain todisteita hypoteesin puolesta, jonka mukaan vulkaaninen toiminta vaikuttaa monien Zhara- altaan ympäröivien tasankojen muodostumiseen. Merkuriuksen muilla suhteellisen nuorilla tasangoilla, jotka näkyvät erityisesti alueilla, jotka valaistuvat alhaisilla kulmilla Messengerin ensimmäisen ohilennon aikana, osoittavat vulkanismille ominaispiirteitä. Esimerkiksi useat vanhat kraatterit täyttyivät ääriään myöten laavavirroilla, jotka ovat samanlaisia kuin samat muodostelmat Kuussa ja Marsissa. Merkuriuksen laajalle levinneitä tasankoja on kuitenkin vaikeampi arvioida. Koska ne ovat vanhempia, on selvää, että tulivuoret ja muut tulivuorenmuodostelmat ovat saattaneet kulua tai muuten romahtaa, mikä tekee niiden selittämisen vaikeaksi. Näiden vanhojen tasankojen ymmärtäminen on tärkeää, koska ne ovat todennäköisesti vastuussa halkaisij altaan 10–30 km:n kraattereiden katoamisesta Kuuhun verrattuna.
Escarps
Sadat rosoiset reunukset ovat Merkuriuksen tärkeimpiä maamuotoja, joiden avulla voimme saada käsityksen planeetan sisäisestä rakenteesta. Näiden kivien pituus vaihtelee kymmenistä yli tuhansiin kilometreihin ja korkeus 100 metristä 3 kilometriin. Josylhäältä katsottuna niiden reunat näyttävät pyöristetyiltä tai rosoisilta. On selvää, että tämä johtuu halkeamien muodostumisesta, kun osa maaperästä nousi ja asettui ympäröivälle alueelle. Maapallolla tällaisten rakenteiden tilavuus on rajoitettu ja ne syntyvät maankuoressa paikallisen vaakapuristuksen alaisena. Mutta koko Merkuriuksen tutkittu pinta on peitetty arpeilla, mikä tarkoittaa, että planeetan kuori on pienentynyt menneisyydessä. Arpien lukumäärästä ja geometriasta seuraa, että planeetan halkaisija on pienentynyt 3 km.
Lisäksi kutistumisen on täytynyt jatkua suhteellisen äskettäin geologisessa historiassa, koska jotkin harjat ovat muuttaneet hyvin säilyneiden (ja siksi suhteellisen nuorten) törmäyskraatterien muotoa. Vuorovesivoimien aiheuttama planeetan alun perin suuren pyörimisnopeuden hidastuminen aiheutti puristuksen Merkuriuksen päiväntasaajan leveysasteilla. Maailmanlaajuisesti jakautuneet arvet tarjoavat kuitenkin toisenlaisen selityksen: vaipan myöhäinen jäähtyminen, mahdollisesti yhdistettynä kerran täysin sulaneen ytimen osan jähmettymiseen, johti sydämen puristumiseen ja kylmän kuoren muodonmuutokseen. Merkuriuksen koon pienenemisen sen vaipan jäähtyessä olisi pitänyt saada aikaan enemmän pitkittäisiä rakenteita kuin voidaan nähdä, mikä viittaa siihen, että supistumisprosessi on epätäydellinen.
Elohopean pinta: mistä se on tehty?
Tutkijat yrittivät selvittää planeetan koostumuksen tutkimalla sen eri osista heijastuvaa auringonvaloa. Eräs Merkuriuksen ja Kuun eroista sen lisäksi, että edellinen on hieman tummempi, on spektrisen pinnan kirkkaus on pienempi. Esimerkiksi Maan satelliitin meret - paljaalla silmällä isoina tummina täplinä näkyvät sileät avaruudet - ovat paljon tummempia kuin kraattereilla peittävät ylängöt, ja Merkuriuksen tasangot ovat vain hieman tummempia. Värierot planeetalla ovat vähemmän selkeitä, vaikka Messenger-kuvissa, jotka otettiin värisuodattimilla, näkyi pieniä, hyvin värikkäitä alueita, jotka liittyvät tulivuorten tuuletusaukoihin. Nämä ominaisuudet sekä heijastuneen auringonvalon suhteellisen huomaamaton näkyvä ja lähi-infrapunaspektri viittaavat siihen, että Merkuriuksen pinta koostuu rautaa- ja titaaniköyhistä, tummemmanvärisistä silikaattimineraaleista kuin kuunmeret. Erityisesti planeetan kivet voivat sisältää vähän rautaoksideja (FeO), mikä johtaa oletukseen, että se muodostui paljon pelkistävämmissä olosuhteissa (eli hapen puutteessa) kuin muut maanpäälliset jäsenet.
Etätutkimuksen ongelmat
Planeetan koostumusta on erittäin vaikea määrittää kaukokartoittamalla auringonvaloa ja elohopean pintaa heijastavaa lämpösäteilyn spektriä. Planeetta lämpenee voimakkaasti, mikä muuttaa mineraalihiukkasten optisia ominaisuuksia ja vaikeuttaa suoraa tulkintaa. Messenger oli kuitenkin varustettu useilla instrumenteilla, joita ei ollut Mariner 10:ssä ja jotka mittasivat kemiallisen ja mineraalikoostumuksen suoraan. Nämä instrumentit vaativat pitkän tarkkailujakson, kun alus pysyi lähellä Merkuriusta, joten konkreettisia tuloksia kolmen ensimmäisen jälkeenLyhyitä lentoja ei ollut. Vasta Messengerin kiertoradalla ilmestyi tarpeeksi uutta tietoa planeetan pinnan koostumuksesta.
