Mennesker har udviklet evnen til at detektere stenede planeter i de beboelige zoner med fjerne stjerner. Dagen kommer, hvor vi skal tage nogle meget dyre beslutninger om, hvilke planeter der er værd at besøge for enten at kolonisere eller søge efter livet.
Hvordan tager vi disse beslutninger? Ny forskning i geologien på planeten Merkur kunne hjælpe. Vi har endelig noget andet at sammenligne med Jordens aktive geologi - og måske et system, der kan lære os mere om de nødvendige betingelser for livet.
Kviksølv viser sig at være i øjeblikket tektonisk aktiv. Bortset fra Jorden er det den eneste stenede planet i dette solsystem, der stadig langsomt skubber op dele af dens skorpe og ændrer overfladen over tid. Dette betyder, at vi endelig har noget andet at sammenligne Jordens aktive geologi med.
”Sammen med den tektoniske historie maler det et helt nyt billede af, hvordan Mercurys historie må have været, ” siger Thomas Watters, seniorforsker ved Smithsonians Center for Earth and Planetetary Studies på National Air and Space Museum og hovedforfatter af en nyt papir om Mercurys geologi. "Det placerer Merkur meget tæt på Jorden i form af meget langsom afkøling, der gør det muligt for ydersiden at forblive kølig og indersiden varm."
Kviksølv er en hård lille planet at studere. Større end vores måne, men meget mindre end Jorden, kredser den tæt rundt om solen. Temperaturerne varierer fra 800 til -280 grader Fahrenheit, men det er en stenet planet lavet af lignende ting som Jorden. Kviksølv er langt væk, og dens nærhed til solen betyder, at der er meget tyngdekraft at kæmpe imod. Det tager mere brændstof at besøge Merkur, end det gør for at forlade solsystemet. NASA besøgte første gang, da Mariner 10-rumfartøjet fløj forbi det i 1974.
NASA-rumfartøjets MESSENGER sendte billeder i høj opløsning af overfladen på Merkur, der bekræftede ikke kun bevis for tektonisk aktivitet (pilene viser fejl og andre overfladelandsformer), men at planeten stadig er geologisk aktiv. (NASA / Johns Hopkins 'Anvendt fysiklaboratorium) "Mariner 10 afbildede mindre end en fuld halvkugle, men en god del" af Merkurius overflade i lav opløsning, siger Watters. ”Storpropsfejl, der tyder på, at skorpen var blevet smeltet sammen og samlet var tydeligt på disse billeder.”
Mariner 10-missionen viste os, at Merkur havde været aktiv for milliarder af år siden. Videnskabsmænd kunne se på lange klippelignende pletter, eller "arme" og se, hvor planeten var blevet presset opad. Tætheden af kratere fra meteorpåvirkninger gjorde det muligt for dem at arbejde baglæns og regne med nogenlunde hvor længe siden disse arpe var dannet. Missionen fandt også, at Merkur havde mindst resterne af et svagt magnetfelt.
Men var alt det i den fjerne fortid? En nyere mission til at bane rundt Merkur ved hjælp af MESSENGER-rumfartøjet blev lanceret i 2004 og indsamlet data, indtil det styrtede ned i 2015. Det var data fra slutningen af den forfaldne bane, da rumfartøjet var på vej til at tilføje et nyt krater til overfladen af planeten, der gjorde det muligt for Watters og hans kolleger at forstå, hvad der stadig sker på Mercury.
Oprindeligt skulle MESSENGER kortlægge overfladen fra en meget høj bane lige indtil den løb tør for brændstof og ville gå ned. Men NASA ændrede planer undervejs. Missionens liv var allerede begrænset af solens tætte tyngdepåvirkning, så de tog en lille risiko.
På grund af solvandet, siger Watters, "der er ingen måde, du kan holde et rumfartøj i en bane omkring Merkur i længe."
NASA besluttede at sende MESSENGER ind i en terminalt lav bane, der ville give dem mulighed for at få nærbilleder af en del af overfladen inden slutningen. Det virkede.
”Da vi sænkede højden, fik vi [kameraopløsning af overfladen] ned til en til to meter pr. Pixel nogle steder, ” siger Watters. ”Det var som en ny mission. Det betød, at rumfartøjet var dømt, men det ville ske alligevel ... Den store nyhed fundet i disse sidste høje slutkampagne MESSENGER-billeder er, at vi fandt meget små versioner af disse store arme, som vi har kendt var på Mercury siden Mariner 10. ”
De små arme er klart for nylig dannet (med minimale påvirkninger fra meteorer), og de viser, at overfladen på Merkur er fortsat med at ændre sig relativt for nylig i en skala fra millioner af år snarere end milliarder. Dataene beviste, at Merkurius dannelse og igangværende geologi ligner Jordens. Det har et igangværende pladetektonisk system, men med en nøgleforskel i forhold til vores.
”Jordens skal er opdelt blandt et dusin plader, der forårsager det meste af den tektoniske aktivitet på Jorden, ” siger Watters. ”På Merkur har vi ikke noget bevis for en række plader. Kviksølv ser ud til at være en enplads planet. Denne skal er ensartet kontraherende. Vi forstår ikke rigtig, hvorfor Jorden udviklede denne mosaik af plader. Men det er det, der forhindrer Jorden i at trække sig sammen. ”
Kviksølv har stadig en smeltet kerne, ligesom Jorden gør. Når Mercury's kerne langsomt afkøles, øges dens kerne og bliver lidt mindre. Når den krymper, kollapser den køligere, klippefyldte ydre skorpe lidt, hvilket skaber arnepladserne og får planeten til at trække sig lidt sammen. Sammentrækningerne har sandsynligvis fjernet en til to kilometer fra Merkuris diameter i de sidste 3, 9 milliarder år.
Mars, den nærmeste ting til en anden beboelig planet i vores solsystem, er også en stenet planet, der består af lignende materiale som Merkur, Venus og Jorden. Men det ser ud til at have en kerne, der kun er delvist smeltet. Det har intet aktivt tektonisk pladesystem. For længe siden havde Mars både et magnetfelt og en atmosfære. Da marken forsvandt, gasser atmosfæren ud i rummet.
Kunne der være en forbindelse mellem smeltede kerner, pladetektonik og magnetfelterne, der tillader en tæt atmosfære at eksistere?
”Det, vi har fundet nu fra Merkur, er, at der ikke er nogen anden planet, vi kender til, der er tektonisk aktiv, ” siger Watters. ”Forsøger at forstå, hvordan stenede planeter udvikler sig i dette solsystem. . . . hvad er spektret af evolution på en stenet krop? Er pladetektonik et nødvendigt element i at udvikle livet på en stenet planet? Der er nogle virkelig vigtige ting at lære om. ”
