Астрономы посчитали валуны на Меркурии. Их оказалось мало

Впрочем, нечто подобное размером не менее пяти метров в диаметре нашлось лишь на 14 снимках — это по крайней мере в 30 раз меньше количество валунов на меньшей Луне. Астрономы разработали три теории объяснение того, куда подевались камни Меркурия, которые опубликовали в журнале Icarus. Планету может защищать пылевой слой или быстрое разрушение валунов из-за близости к Солнцу и космическая пыль. События, как-то столкновения с крупными объектами или падения метеоритов и микрометеоритов, играют важную роль в эволюции космических объектов. А попутно образованные кратеры помогают оценить состав поверхностных слоев и даже примерно определить возраст различных участков поверхностей тел Солнечной системы. В результате падений метеоритов могут появляться валуны, из которых можно получить важную информацию о процессах на поверхности. Обломки пород видны на всех объектах Солнечной системы, из которых можно получить изображение. Блоки твердой породы размером в несколько метров, в большом количестве можно увидеть на изображениях с высоким качеством съемки на поверхности Луны, Марса, небольших тел, а также Земли.

Как мы отмечали ранее, для поиска подобных геологических объектов, ученым необходимы снимки высокого уровня. Для изучения валунов на Меркурии в своей работе астрономы использовали фото с узко угольной камеры Narrow Angle Camera (NAC) с борта миссии NASA MESSENGER. Исследователи выбрали изображение с высоким уровнем и наиболее детальной выборкой, причем специально за период с февраля по апрель 2015 года — на поздней стадии миссии, когда MESSENGER был ближе к планете и камера работала в условиях получения изображений, которые выходят за пределы, предусмотренные ее конструкцией. Ученые просмотрели около трех тысяч фотографий с достаточной разрешающей способностью для выявления валунов, и нанесли на карту все наблюдаемые обломки. Чтобы избежать ошибок, ученые поочередно обращались к снимкам и в итоге сошлись во мнении, что валуны можно заметить всего на 14 отдельных изображениях. И за небольших размеров на снимках, размытости и задымлённости, определить точно размер валунов сложно, однако по оценкам, предел обнаружения валунов составляет примерно 4−5 метров в диаметре. Также при имеющимся изображении невозможно отличить неповрежденные камни от груды обломков разрушенных или частично разрушенных, поэтому они все были включены в конечный анализ.

Так пять из 14 изображений Меркурия являются последовательными изображениями с одной орбиты MESSENGER, что сфотографировали поверхность внутри и у большого (диаметром около 35 километров) безымянного ударного кратера. Изображения показывают четко очерченные границы ударного расплава на внешних стенках кратера и четкие трещины в ударном расплаве на дне. Все эти особенности указывают на то, что кратер очень молодой, один из самых молодых кратеров такого размера на планете. Три из последних девяти найденных валунов находятся на гладких равнинах, а другие — на меж кратерных. Семь из этих изображений Меркурия содержат только по одному валуну. Эти снимки ученые также связывают с относительно свежими ударными кратерами диаметром в сотни метров, хотя их возраст крайне трудно оценить, они менее сильно деградировали по сравнению с образованиями подобного размера.

Конечно такой количественный анализ не является достаточно точным из-за ограниченности исходных данных, однако ученые решили установить относительное количество валунов на Меркурии, сравнив подобные данные на Луне. Меркурианские валуны часто встречаются скоплениями и большими полями, как и на Луне. С другой стороны, большинство изображений с высоким уровнем съемки на Меркурии и образцы изображений с Луны вообще не содержат валунов. Через эти два факта средняя плотность валунов (количество задокументированных валунов, деленная на обследованную площадь) не является хорошей статистической мерой.

Впрочем, процент случайных выборок изображений с валунами среди всего набора изображений, по словам ученых, является лучшей статистической характеристикой численности валунов, потому что он более статистически устойчив. Так исследователи подсчитали, что согласно этому показателю, валуны на Меркурии чрезвычайно редки по сравнению с месячным нагорьем — примерно в 30 раз менее многочисленные, 0,5%против 15.

Предыдущие исследования указывали, что примерное время жизни месячных валунов составляет около сотни миллионов лет. Возможными механизмами разрушения валунов считают метеоритные удары, микрометеоритную истиранию (космическая пыль), а также «термическая усталость» материала через постепенное распространение трещин, вызванных циклической сменой температур. Согласно исследованию, редкость валунов на Меркурии по сравнению с Луной означает, что-либо они образуются гораздо медленнее, или время жизни валунов намного короче, или и то, и другое. Если метеоритные удары являются основной причиной образования валунов и их уничтожения, то сам ударный поток мало повлияет на результат производительности и продолжительности жизни и, следовательно, на численность валунов. Более высокие термические напряжения и более быстрое термическое утомление Меркурия могут вызвать быстрое разрушение верхних дециметров поверхности валуна и, таким образом, способствовать более быстрому разрушению породы. Однако сами по себе эти факторы не могут объяснить наблюдаемую разницу по сравнению с Луной. Поэтому ученые считают, что свою роль играет и более толстый реголит на Меркурии, который вероятно, непропорционально снизит скорость образования валунов.

Как мы уже писали выше, валуны являются одними из важных объектов космических тел, по которым мы можем те изучать. Например, полосы валунов на марсианских ледниковых отложениях указывают на многочисленные эпизоды накопления льда в прошлом Марса.

Перевод материала nauka.ua