Dzīvsudraba virsma, īsi sakot, atgādina Mēnesi. Plaši līdzenumi un daudzi krāteri liecina, ka ģeoloģiskā darbība uz planētas beidzās pirms miljardiem gadu.
Virsmas raksts
Dzīvsudraba virsma (foto ir sniegta vēlāk rakstā), ko uzņēma zondes "Mariner-10" un "Messenger", ārēji izskatījās pēc mēness. Planēta lielā mērā ir izraibināta ar dažāda izmēra krāteriem. Mazākās, kas redzamas visdetalizētākajās Mariner fotogrāfijās, ir vairāku simtu metru diametrā. Telpa starp lielajiem krāteriem ir salīdzinoši līdzena un sastāv no līdzenumiem. Tas ir līdzīgs mēness virsmai, taču aizņem daudz vairāk vietas. Līdzīgi reģioni ieskauj dzīvsudraba redzamāko trieciena struktūru, kas izveidojās sadursmes rezultātā, Žara līdzenuma baseinu (Caloris Planitia). Satiekoties ar Mariner 10, tikai puse no tā tika izgaismota, un Messenger to pilnībā atvēra pirmajā planētas pārlidojumā 2008. gada janvārī.
Krāteri
Visizplatītākās reljefa formas uz planētas ir krāteri. Tie pārklāj lielu daļu virsmas. Merkurs. Planēta (attēlā zemāk) no pirmā acu uzmetiena izskatās pēc Mēness, taču, rūpīgāk izpētot, tās atklāj interesantas atšķirības.
Dzīvsudraba gravitācija ir vairāk nekā divas reizes lielāka nekā Mēness, daļēji pateicoties tā milzīgā dzelzs un sēra kodola augstajam blīvumam. Spēcīgajai gravitācijai ir tendence noturēt no krātera izmesto materiālu tuvu trieciena vietai. Salīdzinot ar Mēnesi, tas nokrita tikai 65% no Mēness attāluma. Tas var būt viens no faktoriem, kas veicināja sekundāro krāteru veidošanos uz planētas, kas izveidojās izmestā materiāla ietekmē, atšķirībā no primārajiem, kas radās tieši sadursmē ar asteroīdu vai komētu. Lielāka gravitācija nozīmē, ka lieliem krāteriem raksturīgās sarežģītās formas un struktūras – centrālās virsotnes, stāvas nogāzes un līdzens pamats – uz Merkura ir novērojamas pie mazākiem krāteriem (minimālais diametrs ap 10 km) nekā uz Mēness (apmēram 19 km). Konstrukcijām, kas ir mazākas par šiem izmēriem, ir vienkāršas krūzei līdzīgas kontūras. Dzīvsudraba krāteri atšķiras no tiem, kas atrodas uz Marsa, lai gan abām planētām ir salīdzināma gravitācija. Svaigi krāteri pirmajā parasti ir dziļāki nekā salīdzināmi veidojumi otrajā. Tas var būt saistīts ar zemo gaistošo vielu saturu dzīvsudraba garozā vai lielākiem trieciena ātrumiem (jo objekta ātrums Saules orbītā palielinās, tuvojoties Saulei).
Krāteri, kuru diametrs ir lielāks par 100 km, sāk tuvoties tiem raksturīgajai ovālajai formailieli veidojumi. Šīs struktūras - policikliskie baseini - ir 300 km vai vairāk lielas un ir visspēcīgāko sadursmju rezultāts. Vairāki desmiti no tiem tika atrasti nofotografētajā planētas daļā. Messenger attēli un lāzera altimetrija ir ļoti palīdzējuši izprast šīs atlikušās rētas, kas radušās agrīnā asteroīdu bombardēšanā ar Merkuru.
Zhara Plain
Šī trieciena struktūra stiepjas 1550 km garumā. Kad to pirmo reizi atklāja Mariner 10, tika uzskatīts, ka tā izmērs ir daudz mazāks. Objekta iekšpuse ir gludi līdzenumi, kas pārklāti ar salocītiem un šķeltiem koncentriskiem apļiem. Lielākās grēdas stiepjas vairākus simtus kilometru garumā, aptuveni 3 km platumā un mazāk nekā 300 metru augstumā. No līdzenuma centra izplūst vairāk nekā 200 lūzumu, kuru izmērs ir salīdzināms ar malām; daudzas no tām ir ieplakas, ko ierobežo vagas (grabens). Vietās, kur grabenes krustojas ar grēdām, tām ir tendence iziet cauri, norādot uz vēlāku to veidošanos.
Virsmu veidi
Zhara Plain ieskauj divu veidu reljefs – tā mala un reljefs, ko veido izmesti ieži. Mala ir neregulāru kalnu bloku gredzens, kas sasniedz 3 km augstumu, kas ir augstākie kalni uz planētas, ar salīdzinoši stāvām nogāzēm virzienā uz centru. Otrs daudz mazāks gredzens atrodas 100-150 km attālumā no pirmā. Aiz ārējām nogāzēm ir lineāra zonaradiālas grēdas un ielejas, kas daļēji piepildītas ar līdzenumiem, no kurām dažas ir izraibinātas ar daudziem pauguriem un vairāku simtu metru augstumiem. Veidojumu izcelsme, kas veido platos gredzenus ap Žara baseinu, ir pretrunīga. Daži līdzenumi uz Mēness veidojās galvenokārt izmešanas mijiedarbības rezultātā ar jau esošo virsmas topogrāfiju, un tas var attiekties arī uz Merkuru. Bet Messenger rezultāti liecina, ka vulkāniskajai aktivitātei bija nozīmīga loma to veidošanā. Salīdzinot ar Žara baseinu, ir ne tikai maz krāteru, kas norāda uz ilgu līdzenumu veidošanās periodu, bet tiem ir arī citas iezīmes, kas skaidrāk saistītas ar vulkānismu, nekā var redzēt Mariner 10 attēlos. Kritiski pierādījumi par vulkānismu ir iegūti no Messenger attēliem, kuros redzamas vulkāna atveres, daudzas atrodas Žara līdzenuma ārējā malā.
Radithlady Crater
Caloris ir viens no jaunākajiem lielajiem policikliskajiem līdzenumiem, vismaz izpētītajā Merkura daļā. Tas, iespējams, veidojās vienlaikus ar pēdējo milzu struktūru uz Mēness, aptuveni pirms 3,9 miljardiem gadu. Messenger attēli atklāja vēl vienu daudz mazāku trieciena krāteri ar redzamu iekšējo gredzenu, kas, iespējams, veidojies daudz vēlāk, ko sauc par Raditladijas baseinu.
Dīvains antipods
Planētas otrā pusē, tieši 180° pretī Žara līdzenumam, atrodasdīvaini izkropļota reljefa pleķītis. Zinātnieki šo faktu interpretē, runājot par to vienlaicīgu veidošanos, fokusējot seismiskos viļņus no notikumiem, kas ietekmēja dzīvsudraba antipodālo virsmu. Paugurains un rindu reljefs ir plaša augstienes zona, kas ir 5-10 km plati un līdz 1,5 km augsti pauguraini daudzstūri. Iepriekš pastāvējušos krāterus seismiski procesi pārvērta par pauguriem un plaisām, kā rezultātā izveidojās šis reljefs. Dažiem no tiem bija plakans dibens, bet pēc tam mainījās tā forma, kas liecina par to vēlāku pildījumu.
Līdzenumi
Līdzeklis ir salīdzinoši plakana vai maigi viļņaina Merkura, Veneras, Zemes un Marsa virsma, kas ir sastopama visur uz šīm planētām. Tas ir "audekls", uz kura attīstījās ainava. Līdzenumi liecina par nelīdzenā reljefa nojaukšanas un saplacinātas vietas izveidošanas procesu.
Ir vismaz trīs “pulēšanas” veidi, kas, iespējams, saplacināja Merkura virsmu.
Viens no veidiem – temperatūras paaugstināšana – samazina mizas izturību un spēju noturēt augstu reljefu. Miljoniem gadu laikā kalni "grimst", krāteru dibens pacelsies un Merkura virsma izlīdzināsies.
Otrā metode ietver akmeņu pārvietošanu uz zemākām reljefa daļām gravitācijas ietekmē. Laika gaitā ieži uzkrājas zemienēs un aizpilda augstākos līmeņuspalielinoties tā apjomam. šādi rīkojas lava, kas plūst no planētas zarnām.
Trešais veids ir trāpīt akmeņu fragmentiem uz Merkura virsmas no augšas, kas galu galā noved pie nelīdzenas reljefa izlīdzināšanas. Krātera izmešana un vulkāniskie pelni ir šī mehānisma piemēri.
Vulkāniskā darbība
Jau ir iesniegti daži pierādījumi par labu hipotēzei par vulkāniskās aktivitātes ietekmi uz daudzu līdzenumu veidošanos, kas ieskauj Žara baseinu. Citi salīdzinoši jauni Merkura līdzenumi, kas īpaši redzami reģionos, kas ir apgaismoti zemā leņķī pirmajā Messenger pārlidojumā, liecina par raksturīgām vulkānisma iezīmēm. Piemēram, vairāki veci krāteri bija līdz malām piepildīti ar lavas plūsmām, līdzīgi tiem pašiem veidojumiem uz Mēness un Marsa. Tomēr uz Merkura plaši izplatītos līdzenumus ir grūtāk novērtēt. Tā kā tie ir vecāki, ir skaidrs, ka vulkāni un citi vulkāniskie veidojumi varētu būt izdrupuši vai citādi sabrukuši, tādēļ tos ir grūti izskaidrot. Ir svarīgi izprast šos vecos līdzenumus, jo tie, visticamāk, ir vainojami vairāku 10–30 km diametra krāteru pazušanā, salīdzinot ar Mēnesi.
Escarps
Simtiem robainu dzegas ir svarīgākās Merkura reljefa formas, kas ļauj gūt priekšstatu par planētas iekšējo uzbūvi. Šo iežu garums svārstās no desmitiem līdz vairāk nekā tūkstošiem kilometru, un augstums svārstās no 100 m līdz 3 km. Jaskatoties no augšas, to malas šķiet noapaļotas vai robainas. Ir skaidrs, ka tas ir plaisu veidošanās rezultāts, kad daļa augsnes pacēlās un gulēja uz apkārtējo teritoriju. Uz Zemes šādas struktūras ir ierobežotas apjomā un rodas zem lokālas horizontālas saspiešanas Zemes garozā. Bet visa pētāmā Merkura virsma ir klāta ar skarbām, kas nozīmē, ka planētas garoza pagātnē ir samazinājusies. No skarbu skaita un ģeometrijas izriet, ka planētas diametrs ir samazinājies par 3 km.
Turklāt saraušanās ģeoloģiskajā vēsturē ir jāturpinās līdz salīdzinoši nesenam laikam, jo dažas nogulsnes ir mainījušas labi saglabājušos (un līdz ar to salīdzinoši jaunu) triecienkrāteru formu. Sākotnēji lielā planētas rotācijas ātruma palēnināšanās plūdmaiņu spēku ietekmē radīja saspiešanu Merkura ekvatoriālajos platuma grādos. Tomēr globāli izplatītās nogulsnes liecina par citu skaidrojumu: novēlota apvalka dzesēšana, iespējams, apvienojumā ar reiz pilnībā izkusušā serdeņa daļas sacietēšanu, izraisīja serdes saspiešanu un aukstās garozas deformāciju. Dzīvsudraba izmēra samazināšanās, tā apvalkam atdziestot, radīja vairāk garenisko struktūru, nekā var redzēt, kas liecina, ka kontrakcijas process ir nepilnīgs.
Dzīvsudraba virsma: no kā tā sastāv?
Zinātnieki mēģināja noskaidrot planētas sastāvu, pētot saules gaismu, kas atspīd no dažādām tās daļām. Viena no atšķirībām starp Merkuru un Mēnesi, turklāt pirmais ir nedaudz tumšāks, ir tas, ka spektrstā virsmas spilgtums ir mazāks. Piemēram, Zemes pavadoņa jūras – gludas telpas, kas ar neapbruņotu aci redzamas kā lieli tumši plankumi – ir daudz tumšākas nekā krāteriem izraibinātās augstienes, un Merkura līdzenumi ir tikai nedaudz tumšāki. Krāsu atšķirības uz planētas ir mazāk izteiktas, lai gan Messenger attēlos, kas uzņemti ar krāsu filtru komplektu, bija redzami mazi ļoti krāsaini laukumi, kas saistīti ar vulkānu atverēm. Šīs pazīmes, kā arī salīdzinoši neuzkrītošais redzamais un gandrīz infrasarkanais atstarotās saules gaismas spektrs liecina, ka Merkura virsmu veido dzelzs un titāna nabadzīgi tumšākas krāsas silikātu minerāli nekā Mēness jūrās. Jo īpaši planētas iežos var būt zems dzelzs oksīdu (FeO) saturs, kā rezultātā tiek pieņemts, ka tās veidojušās daudz reducējošākos apstākļos (t.i., skābekļa trūkuma apstākļos) nekā citos sauszemes veidojumos.
Distancēšanas problēmas
Ir ļoti grūti noteikt planētas sastāvu, attālinot uzrādot saules gaismu un termiskā starojuma spektru, kas atspoguļo Merkura virsmu. Planēta spēcīgi uzkarst, kas maina minerālu daļiņu optiskās īpašības un apgrūtina tiešo interpretāciju. Tomēr Messenger bija aprīkots ar vairākiem instrumentiem, kas nebija uz Mariner 10 klāja un kuri tieši mērīja ķīmisko un minerālu sastāvu. Šie instrumenti prasīja ilgu novērošanas periodu, kamēr kuģis atradās tuvu Mercury, tāpēc konkrēti rezultāti pēc pirmajiem trimĪsu lidojumu nebija. Tikai Messenger orbitālās misijas laikā parādījās pietiekami daudz jaunas informācijas par planētas virsmas sastāvu.
