La superficie di Mercurio, in breve, ricorda la Luna. Vaste pianure e molti crateri indicano che l'attività geologica sul pianeta è cessata miliardi di anni fa.
Modello di superficie
La superficie di Mercurio (la foto è data più avanti nell'articolo), ripresa dalle sonde "Mariner-10" e "Messenger", esternamente sembrava la luna. Il pianeta è in gran parte costellato di crateri di varie dimensioni. I più piccoli visibili nelle fotografie più dettagliate del Mariner hanno un diametro di diverse centinaia di metri. Lo spazio tra i grandi crateri è relativamente piatto ed è costituito da pianure. È simile alla superficie della luna, ma occupa molto più spazio. Regioni simili circondano la struttura d'impatto più importante di Mercurio, formata a seguito di una collisione, il bacino della pianura di Zhara (Caloris Planitia). Durante l'incontro con il Mariner 10, solo la metà di esso era illuminata ed è stato completamente aperto da Messenger durante il suo primo sorvolo del pianeta nel gennaio 2008.
Crateri
Le forme più comuni del pianeta sono i crateri. Coprono gran parte della superficie. Mercurio. Il pianeta (nella foto sotto) a prima vista sembra la Luna, ma a un esame più attento, rivelano differenze interessanti.
La gravità di Mercurio è più del doppio di quella della luna, in parte a causa dell'elevata densità del suo enorme nucleo di ferro e zolfo. La forte gravità tende a mantenere il materiale espulso dal cratere vicino al luogo dell'impatto. Rispetto alla Luna, è caduta solo al 65% della distanza lunare. Questo potrebbe essere uno dei fattori che hanno contribuito alla formazione di crateri secondari sul pianeta, formatisi sotto l'influenza del materiale espulso, in contrasto con quelli primari sorti direttamente da una collisione con un asteroide o una cometa. La maggiore gravità significa che le forme complesse e le strutture caratteristiche dei grandi crateri - picchi centrali, pendii ripidi e una base piatta - si osservano su Mercurio in crateri più piccoli (diametro minimo circa 10 km) rispetto alla Luna (circa 19 km). Le strutture più piccole di queste dimensioni hanno semplici contorni a forma di coppa. I crateri di Mercurio sono diversi da quelli su Marte, sebbene i due pianeti abbiano una gravità comparabile. I crateri freschi sul primo sono generalmente più profondi delle formazioni comparabili sul secondo. Ciò può essere dovuto al basso contenuto di materia volatile della crosta di Mercurio o alle velocità di impatto più elevate (perché la velocità di un oggetto nell'orbita solare aumenta quando si avvicina al Sole).
Crateri di diametro superiore a 100 km iniziano ad avvicinarsi alla forma ovale caratteristica di taligrandi formazioni. Queste strutture - bacini policiclici - hanno una dimensione di 300 km o più e sono il risultato delle collisioni più potenti. Diverse dozzine di loro sono state trovate nella parte fotografata del pianeta. Le immagini del messaggero e l' altimetria laser hanno contribuito notevolmente alla comprensione di queste cicatrici residue dei primi bombardamenti di asteroidi di Mercurio.
Zhara Plain
Questa struttura di impatto si estende per 1550 km. Quando fu scoperto per la prima volta da Mariner 10, si credeva che le sue dimensioni fossero molto più piccole. L'interno dell'oggetto è costituito da pianure lisce ricoperte da cerchi concentrici piegati e spezzati. Le catene più grandi si estendono per diverse centinaia di chilometri di lunghezza, circa 3 km di larghezza e meno di 300 metri di altezza. Più di 200 rotture, di dimensioni paragonabili ai bordi, emanano dal centro della pianura; molti di essi sono depressioni delimitate da solchi (grabens). Dove i graben si intersecano con le creste, tendono a passarci attraverso, indicando la loro successiva formazione.
Tipi di superficie
La pianura di Zhara è circondata da due tipi di terreno: il bordo e il rilievo formati da rocce scartate. Il bordo è un anello di blocchi montuosi irregolari che raggiungono i 3 km di altezza, che sono le montagne più alte del pianeta, con pendii relativamente ripidi verso il centro. Il secondo anello molto più piccolo dista 100-150 km dal primo. Dietro le pendici esterne vi è una zona di linearecreste e valli radiali, parzialmente riempite di pianure, alcune delle quali sono costellate da numerosi poggi e colline alte diverse centinaia di metri. L'origine delle formazioni che compongono gli ampi anelli intorno al bacino di Zhara è controversa. Alcune delle pianure sulla Luna si sono formate principalmente a causa dell'interazione di ejecta con la topografia superficiale già esistente, e questo potrebbe essere vero anche per Mercurio. Ma i risultati di Messenger suggeriscono che l'attività vulcanica ha svolto un ruolo significativo nella loro formazione. Non solo ci sono pochi crateri rispetto al bacino di Zhara, indicando un lungo periodo di formazione delle pianure, ma hanno altre caratteristiche più chiaramente associate al vulcanismo di quanto si potrebbe vedere nelle immagini di Mariner 10. Prove critiche del vulcanismo sono arrivate dalle immagini di Messenger che mostrano prese d'aria vulcaniche, molte lungo il bordo esterno della pianura di Zhara.
Cratere Radithlady
Caloris è una delle più giovani grandi pianure policicliche, almeno nella parte esplorata di Mercurio. Probabilmente si è formata contemporaneamente all'ultima struttura gigante sulla Luna, circa 3,9 miliardi di anni fa. Le immagini di Messenger hanno rivelato un altro cratere da impatto molto più piccolo con un anello interno visibile che potrebbe essersi formato molto più tardi, chiamato Raditlady Basin.
Strano antipode
Dall' altro lato del pianeta, esattamente a 180° di fronte alla pianura di Zhara, si trovaun pezzo di terreno stranamente distorto. Gli scienziati interpretano questo fatto parlando della loro formazione simultanea focalizzando le onde sismiche provenienti da eventi che hanno colpito la superficie agli antipodi di Mercurio. Il terreno collinare e delimitato è una vasta zona di altopiani, che sono poligoni collinari larghi 5-10 km e alti fino a 1,5 km. I crateri che esistevano prima sono stati trasformati in colline e crepe da processi sismici, a seguito dei quali si è formato questo rilievo. Alcuni di loro avevano il fondo piatto, ma poi la sua forma è cambiata, il che indica il loro successivo riempimento.
Pianura
La Pianura è la superficie relativamente piatta o leggermente ondulata di Mercurio, Venere, Terra e Marte, che si trova ovunque su questi pianeti. È una "tela" su cui si è sviluppato il paesaggio. Le pianure sono la prova del processo di demolizione del terreno accidentato e creazione di uno spazio appiattito.
Ci sono almeno tre modi di "lucidare" che probabilmente hanno appiattito la superficie di Mercurio.
Uno dei modi - aumentare la temperatura - riduce la forza della corteccia e la sua capacità di trattenere un alto rilievo. Nel corso di milioni di anni, le montagne "affondano", il fondo dei crateri si solleverà e la superficie di Mercurio si livellerà.
Il secondo metodo prevede il movimento delle rocce verso le aree più basse del terreno sotto l'influenza della gravità. Nel tempo, la roccia si accumula nelle pianure e riempie i livelli più altiall'aumentare del suo volume. ecco come si comportano i flussi di lava dalle viscere del pianeta.
Il terzo modo è colpire dall' alto frammenti di rocce sulla superficie di Mercurio, che alla fine portano all'allineamento del terreno accidentato. L'espulsione del cratere e la cenere vulcanica sono esempi di questo meccanismo.
Attività vulcanica
Sono già state presentate alcune evidenze a favore dell'ipotesi dell'influenza dell'attività vulcanica sulla formazione di molte delle pianure circostanti il bacino di Zhara. Altre pianure relativamente giovani su Mercurio, particolarmente visibili nelle regioni illuminate a bassi angoli durante il primo sorvolo del Messaggero, mostrano tratti caratteristici del vulcanismo. Ad esempio, diversi vecchi crateri erano pieni fino all'orlo di colate laviche, simili alle stesse formazioni sulla Luna e su Marte. Tuttavia, le pianure diffuse su Mercurio sono più difficili da valutare. Dal momento che sono più antichi, è chiaro che i vulcani e altre formazioni vulcaniche potrebbero essersi erosi o essere altrimenti crollati, rendendoli difficili da spiegare. Comprendere queste antiche pianure è importante in quanto sono probabilmente responsabili della scomparsa di più crateri di 10-30 km di diametro rispetto alla Luna.
Scarpe
Centinaia di sporgenze frastagliate sono le più importanti morfologie di Mercurio, che ci permettono di farci un'idea della struttura interna del pianeta. La lunghezza di queste rocce varia da decine a più di migliaia di chilometri e l' altezza varia da 100 ma 3 km. Se unvisti dall' alto, i loro bordi appaiono arrotondati o frastagliati. È chiaro che questo è il risultato della formazione di crepe, quando una parte del terreno si è sollevata e si è depositata nell'area circostante. Sulla Terra, tali strutture hanno un volume limitato e sorgono sotto una compressione orizzontale locale nella crosta terrestre. Ma l'intera superficie indagata di Mercurio è ricoperta di scarpate, il che significa che la crosta del pianeta è diminuita in passato. Dal numero e dalla geometria delle scarpate, ne consegue che il pianeta è diminuito di diametro di 3 km.
Inoltre, il restringimento deve essere continuato fino a tempi relativamente recenti nella storia geologica, poiché alcune scarpate hanno alterato la forma di crateri da impatto ben conservati (e quindi relativamente giovani). Il rallentamento della velocità inizialmente elevata di rotazione del pianeta da parte delle forze di marea ha prodotto una compressione alle latitudini equatoriali di Mercurio. Le scarpate distribuite a livello globale, tuttavia, suggeriscono una spiegazione diversa: il raffreddamento tardivo del mantello, eventualmente combinato con la solidificazione di parte del nucleo un tempo completamente fuso, ha portato alla compressione del nucleo e alla deformazione della crosta fredda. Il restringimento delle dimensioni di Mercurio quando il suo mantello si è raffreddato avrebbe dovuto produrre più strutture longitudinali di quanto si possa vedere, suggerendo che il processo di contrazione è incompleto.
La superficie di Mercurio: di cosa è fatta?
Gli scienziati hanno cercato di capire la composizione del pianeta studiando la luce solare riflessa da diverse parti di esso. Una delle differenze tra Mercurio e la Luna, oltre al fatto che la prima è leggermente più scura, è che lo spettrola sua luminosità superficiale è minore. Ad esempio, i mari del satellite terrestre - spazi lisci visibili ad occhio nudo come grandi macchie scure - sono molto più scuri degli altopiani punteggiati di crateri e le pianure di Mercurio sono solo leggermente più scure. Le differenze di colore sul pianeta sono meno pronunciate, anche se le immagini di Messenger scattate con una serie di filtri colorati hanno mostrato piccole aree molto colorate associate alle prese d'aria dei vulcani. Queste caratteristiche, oltre allo spettro visibile e vicino infrarosso relativamente poco appariscente della luce solare riflessa, suggeriscono che la superficie di Mercurio è composta da minerali di silicato poveri di ferro e titanio e di colore più scuro rispetto ai mari lunari. In particolare, le rocce del pianeta possono essere povere di ossidi di ferro (FeO), portando a supporre che si sia formato in condizioni molto più riducenti (cioè mancanza di ossigeno) rispetto ad altri membri terrestri.
Problemi di ricerca a distanza
È molto difficile determinare la composizione del pianeta mediante il telerilevamento della luce solare e lo spettro della radiazione termica che riflette la superficie di Mercurio. Il pianeta si riscalda fortemente, il che cambia le proprietà ottiche delle particelle minerali e complica l'interpretazione diretta. Tuttavia, il Messenger era dotato di diversi strumenti che non erano a bordo del Mariner 10, che misuravano direttamente la composizione chimica e minerale. Questi strumenti hanno richiesto un lungo periodo di osservazione mentre la nave è rimasta vicino a Mercurio, quindi risultati concreti dopo i primi treNon c'erano voli brevi. Solo durante la missione orbitale del Messaggero sono apparse abbastanza nuove informazioni sulla composizione della superficie del pianeta.
