Jak kształtowała się atmosfera Merkurego? Na początku jego powierzchnię pokrywał ocean magmy

Dzienna strona Merkurego rozgrzewa się do ponad 400 stopni Celsjusza, podczas gdy nocna osiąga temperatury rzędu minus 170 stopni. Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy jest tamtejsza atmosfera, a w zasadzie jej brak.

Merkury ma drugą największą średnią gęstość w Układzie Słonecznym, która jest niewiele mniejsza od ziemskiej (różnica wynosi 1,5%). Pomimo niewielkiej odległości dzielącej tę planetę od Słońca, jej powierzchnia okazuje się zaskakująco bogata w lotne pierwiastki takie jak sód i siarka. Na łamach The Planetary Science Journal niedawno ukazały się badania poświęcone początkom istnienia Merkurego.

Czytaj też: Jak ogromne jest Słońce? Merkury na jego tle Wam to uświadomi

Naukowcy zakładają, że na początkowych etapach istnienia obiekt ten był pokryty oceanem magmy. Panujące na miejscu temperatury były jednak tak wysokie, iż para nie składała się z wody, lecz ze… skał. Autorzy nowych badań postanowili odtworzyć wpływ parowania tego magmowego oceanu na atmosferę. Chcieli też zrozumieć, dlaczego umiarkowanie lotne pierwiastki, takie jak sód, zgromadziły się na powierzchni Merkurego.

Obecnie atmosfera Merkurego ma dość szczątkowy charakter

Temperatury na powierzchni przekraczały nawet 2000 stopni Celsjusza, co wynikało zarówno z aktywności jądra planety, jak i uderzeń kosmicznych skał. Członkowie zespołu badawczego założyli, że początkowo Merkury mógł być podobnych rozmiarów jak obecnie, bądź nieco większy. Wzięli również pod uwagę cztery możliwe składy tamtejszego oceanu składającego się z magmy. Lotne substancje takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla, wodór i woda rozpuszczają się w magmie i mogą przybrać formę gazów. Z kolei te nielotne, na przykład krzem, sód i żelazo mogą występować w formie gazów (choćby tlenek krzemu) wyłącznie w bardzo wysokich temperaturach.

Reklama

Czytaj też: Okoliczna egzoplaneta jest jedną z najmniejszych znanych nauce. Ma w sobie coś z Marsa i Merkurego

Cząsteczki występujące na ówczesnym Merkurym (który z czasem schłodził się do około 800-900 stopni Celsjusza) mogły uciekać do atmosfery na jeden z czterech sposobów. Wymienia się wśród nich ogrzewanie plazmy przez wiatr słoneczny, fotoewaporację przez wysokoenergetyczne fotony słoneczne, tzw. ucieczkę Jeansa oraz fotojonizację. Wariant numer trzy okazał się mało realny, podczas gdy pozostałe mogły prowadzić do utraty masy wynoszącej od 1 miliona do 4 miliardów kilogramów na sekundę. Badacze doszli do wniosku, że skumulowana utrata masy nie zmodyfikowała znacząco składu płaszcza Merkurego na etapie istnienia oceanu magmowego. Rezultaty analiz mogą być przydatne w kontekście badań poświęconych innym obiektom, takim jak Księżyc czy egzoplanety podobne do Ziemi.