Mennesker har utviklet evnen til å oppdage steinete planeter i de beboelige sonene til fjerne stjerner. Dagen vil komme når vi må ta noen veldig dyre avgjørelser om hvilke planeter som er verdt å besøke for å enten kolonisere eller søke etter liv.
Hvordan tar vi disse beslutningene? Ny forskning på geologien til planeten Merkur kan hjelpe. Vi har endelig noe annet å sammenligne med jordas aktive geologi - og kanskje et system som kan lære oss mer om forholdene som er nødvendige for livet.
Kvikksølv viser seg å være aktiv tektonisk. Annet enn Jorden, er det den eneste steinete planeten i dette solsystemet som fremdeles sakte skyver opp deler av jordskorpen og endrer overflaten over tid. Dette betyr at vi endelig har noe annet å sammenligne Jordens aktive geologi med.
"Sammen med den tektoniske historien maler den et helt nytt bilde av hvordan Mercurys historie må ha vært, " sier Thomas Watters, seniorforsker ved Smithsonians Center for Earth and Planetetary Studies ved National Air and Space Museum og hovedforfatter av en nytt papir om Merkurys geologi. "Det plasserer Merkur veldig nær jorden når det gjelder veldig langsom kjøling som gjør at utsiden forblir kjølig og innsiden varm."
Kvikksølv er en tøff liten planet å studere. Større enn månen vår, men mye mindre enn jorden, kretser den tett rundt solen. Temperaturene varierer fra 800 til -280 grader Fahrenheit, men det er en steinete planet laget av lignende ting som Jorden. Kvikksølv er langt unna, og dens nærhet til solen betyr at det er mye tyngdekraft å kjempe mot. Det tar mer drivstoff å besøke Merkur enn det gjør for å forlate solsystemet. NASA besøkte for første gang da romfartøyet Mariner 10 fløy forbi det i 1974.
NASA-romskipet MESSENGER sendte tilbake høyoppløselige bilder av overflaten til kvikksølv som bekreftet ikke bare bevis for tektonisk aktivitet (pilene viser feil og andre overflatelandformer), men at planeten fremdeles er geologisk aktiv. (NASA / Johns Hopkins 'Applied Physics Laboratory) "Mariner 10 avbildet mindre enn en full halvkule, men en god del" av Merkurius overflate i lav oppløsning, sier Watters. “Stor skyvefeil som tyder på at jordskorpen hadde blitt smeltet sammen og satt sammen, var tydelig på disse bildene.”
Mariner 10-oppdraget viste oss at Merkur hadde vært aktiv for milliarder av år siden. Forskere kunne se på lange klippelignende pletter, eller "skjerper", og se hvor overflaten av planeten hadde blitt presset oppover. Tettheten av kratere fra meteorpåvirkninger tillot dem å jobbe bakover og finne ut omtrent hvor lenge siden disse arrene hadde dannet seg. Oppdraget fant også ut at Merkur hadde minst restene av et svakt magnetfelt.
Men var alt det i den fjerne fortiden? Et nyere oppdrag for å bane rundt Merkur ved hjelp av MESSENGER-romfartøyet ble lansert i 2004 og samlet inn data til det krasjet i 2015. Det var data fra slutten av den råtnende bane, da romfartøyet var på vei for å legge et nytt krater til overflaten av planeten, som gjorde det mulig for Watters og hans kolleger å forstå hva som fremdeles skjer på Merkur.
Opprinnelig skulle MESSENGER kartlegge overflaten fra en veldig høy bane helt fram til den gikk tom for drivstoff og ville krasje. Men NASA endret planer underveis. Oppdragets levetid var allerede begrenset av solens tette gravitasjonspåvirkning, så de tok en liten risiko.
På grunn av solvannskraften, sier Watters, "det er ingen måte å holde et romskip i en bane rundt Merkur i lang tid."
NASA bestemte seg for å sende MESSENGER inn i en terminalt lav bane som ville tillate dem å få nærbilder av en del av overflaten før slutt. Det funket.
"Da vi senket høyden fikk vi [kameraoppløsningen på overflaten] ned til en til to meter per piksel noen steder, " sier Watters. ”Det var som et nytt oppdrag. Det betydde at romskipet var dømt, men det kom til å skje uansett ... De store nyhetene i de siste kampanjene MESSENGER-bilder med lav høyde er at vi fant veldig små versjoner av disse store arrene som vi har visst var på Mercury siden Mariner 10. ”
De små skjerpene er tydelig nylig dannet (med minimale påvirkninger fra meteorer), og de viser at overflaten til Merkur har fortsatt å endre seg relativt nylig, i en skala fra millioner av år fremfor milliarder. Dataene beviste at Merkuris dannelse og pågående geologi er mye som Jordens. Det har et pågående platetektonisk system, men med en nøkkelforskjell kontra vårt.
"Jordens skall er brutt opp blant et dusin plater som forårsaker mesteparten av den tektoniske aktiviteten på jorden, " sier Watters. "På Merkur har vi ingen bevis for en serie plater. Kvikksølv ser ut til å være en en-plate planet. Det skallet er jevn. Vi forstår egentlig ikke hvorfor Jorden utviklet denne mosaikken av plater. Men det er det som hindrer Jorden i å trekke seg sammen. "
Kvikksølv har fortsatt en smeltet kjerne, slik Jorden gjør. Når Merkuris kjerne sakte avkjøles, øker tettheten til den kjernen og den blir litt mindre. Når den krymper, kollapser den kjøligere, steinete ytre skorpen litt, og skaper skjerpene og får planeten til å trekke seg litt sammen. Sammentrekningene har sannsynligvis fjernet en til to kilometer fra Merkuris diameter i løpet av de siste 3, 9 milliarder årene.
Mars, den nærmeste tingen til en annen beboelig planet i solsystemet vårt, er også en steinete planet som består av lignende materiale som Merkur, Venus og Jorden. Men det ser ut til å ha en kjerne som bare er delvis smeltet. Det har ikke noe aktivt tektonisk platesystem. For lenge siden hadde Mars både magnetfelt og atmosfære. Da feltet forsvant, luftet atmosfæren ut i verdensrommet.
Kan det være en sammenheng mellom smeltede kjerner, platetektonikk og magnetfeltene som lar en tett atmosfære eksistere?
"Det vi har funnet nå fra Merkur er at det ikke er noen annen planet vi kjenner til som er tektonisk aktiv, " sier Watters. “Prøver å forstå hvordan steinete planeter utvikler seg i dette solsystemet. . . . hva er evolusjonsspekteret på en steinete kropp? Er platetektonikk et nødvendig element for å utvikle livet på en steinete planet? Det er noen veldig viktige ting å lære om. ”
