Nové studie odhalily chemické složení „celého“ Merkuru

V minulých dnech byla vydána dvojice vědeckých publikací, jedna v časopise Earth and Planetary Science Letters, druhá v časopise Icarus, zaměřujících se na chemické složení povrchu Merkuru v celoplanetárním měřítku. Na základě těchto studií se povedlo objevit doposud neznámé oblasti, které mají rozdílné chemické složení než jejich okolí. Z jejich rozšíření a chemismu vědci usuzují, že svůj původ mají spojen nikoliv se svrchní kůrou Merkuru, ale s planetárním pláštěm. Tedy s hlubšími partiemi Merkuru.

K tomu, abychom byli schopni pochopit, jak která planeta vznikla, potřebujeme znát nejenom tvar jejího povrchu a útvarů na něm, ale i jeho chemické složení. Splnit tuto podmínku je snadné v případě Země, kde stačí vyslat geology, aby odebrali pro laboratorní analýzu vzorky hornin. Z analýzy se pak dozvíme přesné složení jakékoliv zkoumané horniny a snadno si tak vytvoříme globální obrázek o tom, jaké procesy formovaly povrch naší planety. Jak si ale poradit v případě těles, na kterých člověk nikdy nestanul a ze kterých nemá k dispozici dostatečné množství vzorků? Jednou z možností je využít způsob dálkového průzkumu z oběžné dráhy za pomoci přístrojů zkoumající v různých vlnových délkách elektromagnetického záření a jeho odrazivost od povrchu a tak získat představu o chemickém složení.

Ilustrativní obrázek spektrálních absorpcí různých minerálů. Zdroj: MicroImages Inc., Všechna práva vyhrazena.

A o to se právě snažila americká sonda MESSENGER, která měla na své palubě i dvojici spektrometrů umožňujících měřit odrazivost povrchu pro rentgenové záření a záření gama. Na základě měření byli vědci schopni určit výskyt některých prvků, konkrétně draslíku, thoria, uranu, sodíku, chlóru a křemíku. Tyto prvky totiž prozrazují charakteristické křivky v naměřených hodnotách a tak je poměrně snadné je rozpoznat. Bohužel jiné prvky zůstávají pro spektrální analýzu z oběžné dráhy téměř neviditelné, kvůli malým projevům v naměřených křivkách či ve vzájemném překryvu. Vyjma uvedených prvků se podařilo naměřit také poměry mezi křemíkem a hořčíkem, hliníkem, sírou, vápníkem a železem.

To, co máme nyní před sebou je beze sporu unikátní; získané hodnoty mají totiž globální pokrytí. Spektrální data z povrchu Merkuru jsme sice měli k dispozici již i dříve, nicméně vždy jen pro určitou ohraničenou oblast. Nyní tak máme možnost spatřit rozšíření prvků v rámci celé planety, což je důležitý předpoklad, aby vědci mohli vytvořit modely, které pozorované rozšíření vysvětlí. Na mapě můžeme spatřit, že se na povrchu Merkuru nachází přes 5 miliónů čtverečních kilometrů velká oblast, která se vyznačuje vysokými poměry hořčíku vůči křemíku, dále síry vůči křemíku a vápníku vůči křemíku a naproti tomu vykazuje velice nízké hodnoty poměru hliníku vůči křemíku. Shoshana Weider, hlavní autorka studie, navrhuje jako vysvětlení, že tato oblast představuje pozůstatek obrovské impaktní pánve, jejíž původní tvar byl překryt mladšími událostmi téměř skrývajícími důkazy o její dřívější existenci. Rozdílné chemické složení ji nicméně i po miliardách let prozrazuje. Vědci předpokládají, že rozdíl ve složení odpovídá složení pláště Merkuru. Ten měl být totiž během dopadu velkého tělesa vyzdvižen k povrchu, kde pak pozměnil jeho chemické složení.

Nalevo je mapa poměru hořčíku vůči křemíku a napravo mapa absorpce neutronů (červené ukazuje vysoké hodnoty, modrá nízké). Bílé čáry označují hranice sopečných plání. Zdroj: Carnegie Institution, všechna práva vyhrazena.

Druhá vyšlá studie se zaměřila na výzkum severní polokoule Merkuru a to na základě pozorování absorpce neutronů. Díky ní bylo možné odhalit přítomnost železa, chlóru či sodíku. Vědcům se podařilo z pozorování rozšíření těchto prvků (v doprovodu dalších měřeních) zjistit, že materiál vyplňující rozsáhlou impaktní pánev Caloris má rozdílné chemické složení, než materiál, který vyplňuje ostatní impaktní pánve nacházející se na Merkuru. Vědci předpokládají, že materiál v Caloris představuje magma, které vzniklo částečným tavením rozdílné části pláště Merkuru, než magma vyplňující ostatní impaktní pánve. To by naznačovalo, že plášť Merkuru nemá všude stejné složení a že je tedy heterogenní.

Kdybychom si to měli shrnout, tak spektroskopická pozorování pomohla objevit rozsáhlé oblasti o stejném chemickém složení, o kterých nebylo doposud známo, že spolu na základě geologické podobnosti souvisí. Dále ukázaly, že plášť Merkuru není zcela homogenní, ale že je naopak heterogenní. Kdyby nebyl, musel by materiál vyplňující všechny impaktní pánve mít stejné chemické složení a to nemá. To je důležitý poznatek pro vědce, kteří se věnují modelování vnitřních pochodů Merkuru, respektive všech planet. Nyní totiž budou muset upravit své modely tak, aby zohlednily tuto skutečnost. Ve výsledku se tak dočkáme lepších modelů, které nám pomohou zase o trochu více poodhalit, jak se vyvíjela velká kamenitá tělesa sluneční soustavy.

Napsat komentář