Походження Меркурія, найближчої до Сонця планети, багато в чому таємниче. Він має металеве ядро, як і Земля, але його ядро становить набагато більшу частку його об’єму — 85% порівняно з 15% для Землі. Місія NASA Discovery класу MESSENGER (поверхня Меркурія, космічне середовище, геохімія та визначення дальності) і перший космічний корабель, який вийшов на орбіту Меркурія, зафіксували вимірювання, які показали, що планета також сильно відрізняється від Землі за хімічним складом. У Меркурії відносно менше кисню, що вказує на те, що він утворився з різних будівельних блоків у ранній Сонячній системі. Однак виявилося важко точно визначити ступінь окислення Меркурія за наявними даними.
У новому дослідженні під керівництвом вченого Університету штату Арізона Ларрі Ніттлера зі Школи дослідження Землі та космосу дані, отримані під час місії MESSENGER, використовувалися для вимірювання та картографування вмісту другорядного елемента хрому на поверхні Меркурія.
Хром широко відомий тим, що він надзвичайно блискучий і стійкий до корозії на металевих виробах, і він надає кольору рубінам і смарагдам. Але він також може існувати в широкому діапазоні хімічних станів, тому його надлишок може надати інформацію про хімічні умови, за яких він був включений у гірські породи.
Ніттлер і його співробітники виявили, що кількість хрому на Меркурії змінюється приблизно в чотири рази. Вони розрахували теоретичні моделі очікуваної кількості хрому на поверхні Меркурія, коли планета розділилася на кору, мантію та ядро за різних умов. Порівнюючи ці моделі з виміряним вмістом хрому, дослідники виявили, що Меркурій має містити хром у своєму великому металевому ядрі, і вони змогли встановити нові обмеження на загальний ступінь окислення планети.
Робота опублікована в липневому номері Journal of Geophysical Research: Planets .
«Це перший раз, коли хром було безпосередньо виявлено та нанесено на карту будь-якої поверхні планети», — сказав Ніттлер. «Залежно від кількості доступного кисню, він любить бути в оксидах, сульфідах або металічних мінералах, і, об’єднавши дані з найсучаснішим моделюванням, ми можемо отримати унікальну інформацію про походження та геологічну історію Меркурія. .»
Співавтор Асма Буджібар з Університету Західного Вашингтона, який виконав моделювання, описане в статті, додав: «Наша модель, заснована на лабораторних експериментах, підтверджує, що більша частина хрому в Меркурії зосереджена в його ядрі. Завдяки унікальному складу і умови утворення Меркурія, ми не можемо безпосередньо порівняти склад його поверхні з даними, отриманими з земних порід. Тому важливо проводити експерименти, які моделюють специфічне середовище з дефіцитом кисню, в якому утворилася планета, відмінне від Землі чи Марса».
У дослідженні Ніттлер, Буджібар та їхні співавтори зібрали дані лабораторних експериментів і проаналізували поведінку хрому при змінному вмісті кисню в системі. Згодом вони розробили модель для дослідження розподілу хрому між різними шарами Меркурія.
Результати демонструють, що, подібно до заліза, значна частина хрому справді поглинається в ядрі. Дослідники також помітили, що в міру того, як планета стає все більш дефіцитним киснем, більша кількість хрому прихована в їїсередині. Ці знання значно покращують наше розуміння елементного складу та геологічних процесів, що відбуваються на Меркурії. Джерело