Meglepetést okozott a Merkúr első felszíni vizsgálata

A Messenger-űrszonda mérései alapján a legbelső bolygó felszínének jelentős részét vulkáni kőzetek borítják, ugyanakkor láváiban meglepően kevés vas mutatkozik. 

Mint arról korábban beszámoltunk, az amerikai Messenger-űrszonda 2008. január 14-én végezte el a Merkúr első megközelítését. Ezelőtt közel harminc évig, a Mariner-10 látogatása óta nem járt űrszonda a Naprendszer legbelső bolygójánál. Az űreszköz 200 kilométer magasan haladt el a Merkúr felszíne felett, közben fényképezett és különféle méréseket végzett. Az adatokat folyamatosan elemzik, és ennek alapján a napokban közöltek néhány új felismerést a szakemberek.

Komoly vulkáni aktivitás nyomai

Az egyetlen korábbi Merkúr-szonda, a Mariner-10 által feltérképezetlen területeknek közel a felét sikerült lefényképezni a januári manővernél, így teljesebb statisztikát készíthettek a felszíni anyagokról. Az új megfigyelésekből kiderült, hogy a bolygó felszínének nagyobb részét borítják lávasíkságok, mint azt eddig feltételezték.

Az ilyen egyenletes síkságokkal kapcsolatos régi kérdés, hogy valóban vulkáni folyamat során felszínre került anyag, vagy esetleg meteoritbecsapódások során visszahullott és a robbanás hőjétől megolvadt törmelék alkotja őket. A jelenlegi megfigyelések ezt tisztázták, és kiderült, hogy a vulkanikus modell fedi a valóságot. A bolygó legnagyobb felszíni alakzata, a Caloris-medence esetében például a teljes belső vidéket vulkáni kőzetek fedik, ami bőséges anyagot produkáló egykori vulkáni aktivitásra utal. Az ilyen, hatalmas lávaömlésekkel keletkezett sima síkságok számos felszínalaktani hasonlóságot mutatnak, a holdi mare-területekkel (a holdtengerekkel).

Sikerült olyan elmosódott peremű foltokat megfigyelni a felszínen, amelyek robbanásos vulkánkitörések nyomán visszahullott törmelékanyagból állhatnak. Hasonlóak a Holdon is mutatkoznak. A Caloris-medence peremvidékén vulkáni kürtők nyomait is azonosították. A Merkúr esetében felszíni eloszlásuk feltérképezése hozhat új ismereteket. Egyelőre csak annyit tudni róluk, hogy sok esetben perem nélküli (tehát nem kráterre emlékeztető) mélyedés van a centrumukban, amely az egykori kitörési központ lehet. A Hold esetében az ilyen alakzatok a vékonyabb kéregrészek töréses zónáinál jellemzőek, hasonló helyzet a Merkúr esetében is elképzelhető.

Hol van a felszíni vas?

A vulkanizmussal kapcsolatos fontos felismerés a lávák vasban szegény jellege, ami meglepte a szakembereket. Bár a megfigyelés értelmezése még nem végleges, az eddigi eredmények arra utalnak, hogy a bolygó felszínén megfigyelhető lávák vastartalma alacsonyabb a holdi, illetve a korábban várt értékeknél.

Ez azért meglepő, mert a Merkúr a vasat legnagyobb arányban tartalmazó planéta a Naprendszerben. Ennek megfelelően a felszínén is sok vasat, vasban gazdag megszilárdult lávákat feltételeztek. Ugyanakkor az is elképzelhető, hogy a kőzetek vastartalma olyan formában van jelen (pl. az ilmenit nevű ásványban), amelyre a Messenger detektora nem érzékeny.

A másik lehetőség, hogy a lávák valóban vasban szegények. Ez esetben feltehetőleg igen erős differenciáción, azaz fajsúly szerinti elkülönülésen ment keresztül a magma, mielőtt a felszínre emelkedett. A magas vastartalmú részei mélyen maradtak, és főleg abban szegényebb kőzetei ömlöttek a felszínre.

Az új felvételekből összeállított mozaik a bolygó északi féltekéjéről, a nagyobb kráterek neveivel (NASA, JHUAPL, Carnagie)

A magnetoszféra meglepetései

A magasságmérések igazolták a régóta feltételezett, de eddig csak bizonytalan adatokkal alátámasztott elgondolást, amely szerint a Merkúr becsapódásos kráterei általában véve laposabbak a holdiaknál, mivel erősebb a bolygó gravitációs tere. Meglepetésekkel szolgált a bolygó magnetoszférája, amelyben sokkal többféle iont azonosítottak, mint várták, méghozzá eltérő töltésű állapotokban. Összetételük alapján többségük nem a napszélből, hanem a bolygó felszínéről származik. A szakemberek ennek alapján gazdagabbnak és változatosabbnak tartják a Merkúr magnetoszféráját, mint a Jupiterét (a vulkáni anyagokat kipöfékelő Io hold közelében).

A fenti eredmények mindössze két nap alatt rögzített fotók, a magnetoszférán keresztül tartó 30 perces repülés és közel 10 perces lézeres magasságmérés során születtek. A szonda még további két hasonló közelítést végez, hogy végül 2011-ben pályára álljon a Merkúr körül, az első emberkéz alkotta űreszközként.

A Merkúrtól távolodó Messenger felvételsorozata a bolygóról (NASA, JHUAPL, Carngie)

Tudományos célok

A Messengertől számos kérdésre várnak választ a szakemberek. Az újabb modellek alapján a Merkúr mágneses terét a folyékony külső magban zajló áramlások gerjesztik. A bolygó vulkanizmusa alig ismert, eddig csak nyomokban sikerült lávacsatornákat és bizonytalanul vulkáni dómokra utaló formákat megfigyelni. Felszínének 55%-a feltérképezetlen; a legérdekesebb felszínformának a Naprendszer egyik legnagyobb becsapódásos medencéje, a Caloris-medence ígérkezik, amelynek korábban csak az egyik peremét sikerült lefényképezni.

Talán a legérdekesebb tudományos probléma a bolygó hatalmas vasmagjának magyarázata. A modellek alapján a Naphoz közeli helyzete mellett egy gigantikus ősi becsapódás is közreműködhetett az órási fémes mag kialakításában. A folyamat keretében a bolygó ősi kérgének jelentős részét elvesztette, és talán elsősorban az egykori köpeny alkotja a felszínt.

A Naphoz legközelebbi bolygó kialakulásának jobb megértése a bolygókeletkezés általános vonásainak, így az exobolygók jellemzőinek megértésében is segíthet. Érdekes lenne azt is megtudni, hogy van-e vízjég a sarki kráterek aljzatán - az információ a Holdon feltételezett, hasonló sarki lerakódások tanulmányozásához is támpontot nyújthat.