Velké překvapení – explozivní vulkanismus na Merkuru!

Planeta Merkur je na první pohled zcela podobná pozemskému Měsíci. Její povrch je pokryt velkým množstvím impaktních kráterů, které dokládají četné srážky planety s okolo letícími objekty. Při bližším pohledu si ale povšimnete, že některé oblasti se jeví mnohem hladší, množství impaktních kráterů je zde nižší. To vedlo vědce k domněnce, že i na Merkuru se odehrálo období výlevného vulkanismu v podobě rozsáhlých lávových proudů rozlévajících se po okolní krajině. Vědci tak začali pracovat s představou, že Merkur vznikl jako těleso chudé na sopečné plyny. O to větší bylo překvapení, když americká sonda MESSENGER přinesla nezvratné důkazy o explozivní sopečné činnosti probíhající na povrchu Merkuru po miliardy let

Merkur je ke Slunci nejbližší planeta, která obíhá ve vzdálenosti pouhých 46 až 70 miliónů kilometrů. Jeho povrch, nechráněný atmosférou, dostává obrovské dávky slunečního záření rozpalující ho až na teplotu 430 °C (naproti tomu odvrácená strana od Slunce chladne až na teplotu -180 °C). K tomu je vystaven nepřízni Slunce a jeho rozmarům v podobě slunečních erupcí a vysokým dávkám radiace. Merkur proto poměrně dlouho odolával detailnímu průzkumu. První sondou, která Merkur navštívila, byla americká sonda Mariner 10 v 70. letech 20. století. Během tří průletů kolem planety sonda odeslala zpět na Zem přes 2700 fotografií pokrývajících okolo 45 % povrchu s rozlišením mezi 4 km až 100 m/pixel. Byla to na dlouho jediná sonda, která Merkuru dosáhla a tak většina našich představ o planetě vycházela z dat, které Mariner 10 pořídil. Na snímcích bylo patrné, že se na Merkuru nacházejí dvě relativně hladké pánve, značně připomínající svým vzhledem měsíční moře. Na základě získaných snímků začalo mezi vědci růst přesvědčení, že vulkanismus byl nejspíše důležitý proces utvářející současnou tvář Merkuru. Nicméně, zcela jisté to nebylo a mezi vědci probíhala diskuse, jestli pozorované útvary nemohly vzniknout i jinými procesy. Změna v kursu diskuse nastala až na počátku 21. století, kdy se k Merkuru vydala další sonda – americký MESSENGER.

Šikmý pohled na skupinu depresí severně od kráteru Rachmaninoff na povrchu Merkuru doprovázenou světlým lemem. Tento lem je pravděpodobně způsoben uloženinami pyroklastických hornin vzniklých při explozivní sopečné erupci. Zdroj: MESSENGER/NASA, licence: Public Domain.

Sonda poprvé prolétla kolem planety v roce 2008. Během tohoto průletu zmapovala přibližně 21 % povrchu, který nebyl před tím vyfotografován sondou Mariner 10. Na jednom neostrém snímku povrchu byl rozpoznatelný zvláštní útvar připomínající svým tvarem ledvinu. Jednalo se o depresi, která se zcela vymykala svým tvarem okolním impaktním kráterům. A co víc, při bližším průzkumu vědci spatřili okolo neobvykle světlý, odrazivý materiál. Později bylo zjištěno, že tento materiál odpovídá vlastnostmi pyroklastickým uloženinám – částicím hornin nadrcených a uložených během explozivní sopečné erupce. Vědcům se později podařilo objevit další podobné útvary v okolí. Myšlenka, že by se mohlo jednat o projev explozivního vulkanismu, nadále posílila. Nicméně kvalita snímků nebyla v roce 2008 valná a tak museli vědci čekat dlouhé 3 roky na další průlet sondy, aby měli jistotu.

Sondě MESSENGER se v roce 2011 povedlo vstoupit na stálou oběžnou dráhu okolo Merkuru, což umožnilo zahájit detailní průzkum povrchu. Vědci tak postupně získávali hlubší poznatky o rozmístění těchto atypických depresí na povrchu Merkuru. Od roku 2008 do dneška se vědcům podařilo zdokumentovat přes 150 lokalit, kde je možno rozeznat atypické deprese společně s pyroklastickým materiálem. Jejich výskyt je většinou vázán do okolí velkých impaktních pánví a tektonických poruch – oblasti představující části oslabené kůry Merkuru.

Pohled na depresi ležící poblíž impaktní pánve Claritas. Deprese je obklopena světlým pyroklastickým materiálem. Zdroj: NASA/MESSENGER/Science, licence: Public Domain.

 

Snímky ve vysokém rozlišení také umožnily vědcům spatřit malé impaktní krátery na dnech depresí. To jim umožnilo se pokusit určit jejich stáří a to za pomoci počítání četnosti impaktních kráterů (jedná se o statistickou metodu, kdy vědci počítají hustotu různě velkých kráterů na určitém území a na základě jejich četnosti jsou schopni odhadnout stáří povrchu. Metoda byla původně vyvinuta pro určování stáří Měsíce, ale později upravena pro Merkur či Mars). Výsledek vědce dost překvapil. Ukázal, že jednotlivé deprese vznikly v cela rozdílných dobách. Ty od sebe dělily až miliardy let. Rebecca Thomas z britské Open University ve své práci dokládá, že sopečné deprese vznikly převážně v intervalu před ~4,1–3,55 miliardami let. Nicméně současně dodává, že činnost přetrvávala až do doby před 1 miliardou let. Explozivní vulkanismus na povrchu Merkuru tedy probíhal po dlouhou dobu.

Převratný objev na planetě, kde se vědci po dlouhý čas domnívali, že podobný druh sopečné činnosti není vůbec možný. Ke všemu, v některých případech bylo pozorováno, že vyvržený materiál leží až 130 km daleko od středu deprese. To napovídá, že pyroklastický materiál musel být vyvržen během sopečné erupce do okolí rychlostí dosahující až několika stovek m/s, aby se tak daleko vůbec dostal. K dosažení takto vysokých rychlostí bylo potřeba, aby množství sopečných plynů v magmatickém krbu, tedy zdroj explozivní síly sopečné erupce, muselo být značné. Podobný závěr příliš neodpovídá naší dřívější představě Merkuru, jako tělesa od svého zrození chudého na sopečné plyny. Zajímavé bude také sledovat diskusi, jak vysvětlit, že Merkur nejprve prošel fází výlevného vulkanismu a později explozivní fází. Většinou je obvyklé, že se z magmatu nejprve uvolňují sopečné plyny v něm rozpuštěné. Ty pak způsobí explozivní vulkanismus a až později se k povrchu dostává odplyněné magma způsobující výlevný vulkanismus. Proč tomu bylo u Merkuru opačně, zatím nevíme. Zůstává to tak nevyřešenou otázkou do budoucna. Doufejme, že připravovaná evropská mise BepiColombo přinese nové poznatky, které nám pomohou otázku zodpovědět. Na cestu by se měla sonda vydat červenci 2016 a k planetě dorazit v lednu 2024.

Napsat komentář