Меркурий мог потерять до 23 километров диаметра за всю историю — существенно больше, чем предполагали раньше. Ударные кратеры и выброшенный при них материал засыпали следы тектонического сжатия, из-за чего учёные недооценивали сокращение размеров планеты на 10–30 процентов.
Планета сжимается по мере охлаждения недр. Внутренние слои уменьшаются, кора при этом ломается и надвигается сама на себя, оставляя длинные уступы и гряды. Планетологи используют эти структуры для оценки изменения радиуса Меркурия.
Но тектонические следы распределены по поверхности неравномерно. Если охлаждение сжимает планету целиком, то в отдельных районах складок и уступов должно быть поровну. Исследователи предположили: эти структуры не исчезли, а просто перестали быть видны под слоём ударных выбросов.
Для проверки построили глобальную карту шероховатости поверхности и сопоставили с известными структурами сжатия, используя топографические данные зонда MESSENGER, работавшего на орбите Меркурия более четырёх лет. Связь подтвердилась: чем грубее рельеф и моложе геологически участок, тем меньше там видимых древних уступов и гряд.
Эффект особенно заметен вокруг относительно молодых кратеров. При ударе крупного тела порода разлетается и образует неровный слой выбросов, способный засыпать более старые тектонические формы. В районе кратера Рахманинов авторы обнаружили точно такую картину: там, где грубые ударные выбросы, видимых следов сжатия меньше.
После поправки на скрытые структуры одна из оценок радиального сжатия выросла с 8,3 до 11,6 километра. Это соответствует потере 23 километров диаметра. Авторы работы более осторожны: по их расчётам, радиальное сжатие составляет как минимум 6,9 километра, а при учёте всех выявленных структур может превышать 11,6 километра.
И даже скорректированная цифра может быть заниженной. Часть деформаций могла не оставить хорошо различимых следов, древние структуры могли скрыть вулканические отложения, а разрешение существующей карты рельефа недостаточно для поиска самых мелких форм. Поэтому 23 километра — это оценка возможного изменения, а не точное измерение.
Более сильное сжатие изменяет ограничения для моделей внутреннего строения Меркурия. Величина сокращения зависит от скорости охлаждения мантии и необычно крупного металлического ядра, количества тепла от радиоактивных элементов и того, как менялось внутреннее строение за миллиарды лет.
Проверить результаты поможет зонд BepiColombo, выход которого на орбиту Меркурия назначен на 21 ноября 2026 года. В его составе лазерный высотомер BELA, способный измерять рельеф гораздо подробнее, чем MESSENGER. Научные наблюдения начнутся в апреле 2027 года, и новые карты могут выявить дополнительные уступы и гряды.
Проблема касается не только Меркурия. Ударные кратеры и их выбросы скрывают следы глобального сжатия и на других каменистых телах. Особенно системная эта ошибка может быть на Луне, поверхность которой миллиарды лет перерабатывают столкновения.
