פני השטח של מרקורי, בקיצור, דומים לירח. מישורים עצומים ומכתשים רבים מצביעים על כך שהפעילות הגיאולוגית על הפלנטה פסקה לפני מיליארדי שנים.
דפוס פני השטח
פני השטח של מרקורי (תמונה ניתנת בהמשך המאמר), שצולמו על ידי הגשושיות "Mariner-10" ו-"Messenger", כלפי חוץ נראו כמו הירח. כוכב הלכת מנוקד ברובו במכתשים בגדלים שונים. הקוטר הקטן ביותר הנראה בתצלומים המפורטים ביותר של ה-Mariner הוא כמה מאות מטרים. המרווח בין מכתשים גדולים שטוח יחסית ומורכב ממישורים. הוא דומה לפני השטח של הירח, אך תופס הרבה יותר מקום. אזורים דומים מקיפים את מבנה הפגיעה הבולט ביותר של מרקורי, שנוצר כתוצאה מהתנגשות, אגן מישור ז'רה (Caloris Planitia). בפגישה עם Mariner 10, רק חצי ממנו היה מואר, והוא נפתח לחלוטין על ידי Messenger במהלך הטיסה הראשונה שלו על כדור הארץ בינואר 2008.
Craters
הצורות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ הן מכתשים. הם מכסים הרבה מהשטח.כַּספִּית. כוכב הלכת (בתמונה למטה) נראה כמו הירח במבט ראשון, אבל בבדיקה מעמיקה יותר, הם חושפים הבדלים מעניינים.
כוח המשיכה של כספית הוא יותר מפי שניים מזה של הירח, בין היתר בשל הצפיפות הגבוהה של הליבה הענקית שלו של ברזל וגופרית. כוח הכבידה החזק נוטה לשמור את החומר שנפלט מהמכתש קרוב למקום הפגיעה. בהשוואה לירח, הוא נפל רק ב-65% ממרחק הירח. זה עשוי להיות אחד הגורמים שתרמו להיווצרות מכתשים משניים על הפלנטה, שנוצרו בהשפעת חומר שנפלט, בניגוד לראשוניים שנוצרו ישירות מהתנגשות עם אסטרואיד או שביט. הכבידה הגבוהה פירושה שהצורות והמבנים המורכבים האופייניים למכתשים גדולים - פסגות מרכזיות, מדרונות תלולים ובסיס שטוח - נצפים על מרקורי במכתשים קטנים יותר (קוטר מינימלי כ-10 ק"מ) מאשר על הירח (כ-19 ק"מ). למבנים קטנים מהממדים הללו יש קווי מתאר פשוטים דמויי כוס. המכתשים של מרקורי שונים מאלה שבמאדים, אם כי לשני כוכבי הלכת יש כוח משיכה דומה. מכתשים טריים בראשון בדרך כלל עמוקים יותר מתצורות דומות בשני. ייתכן שהדבר נובע מתכולת החומר הנדיף הנמוכה בקרום של מרקורי או מהירויות פגיעה גבוהות יותר (מכיוון שמהירותו של עצם במסלול השמש עולה ככל שהוא מתקרב לשמש).
מכתשים בקוטר של יותר מ-100 ק"מ מתחילים להתקרב לצורה הסגלגלה האופיינית לאלותצורות גדולות. מבנים אלו - אגנים פוליציקליים - הם בגודל של 300 ק"מ או יותר והם תוצאה של ההתנגשויות החזקות ביותר. כמה עשרות מהם נמצאו בחלק המצולם של הפלנטה. תמונות שליחים ובדיקת גובה לייזר תרמו רבות להבנת צלקות אלו מהפצצות האסטרואידים המוקדמות של מרקורי.
Zhara Plain
מבנה ההשפעה הזה משתרע לאורך 1550 ק"מ. כאשר התגלה לראשונה על ידי מרינר 10, האמינו שגודלו קטן בהרבה. פנים האובייקט הוא מישורים חלקים המכוסים במעגלים קונצנטריים מקופלים ושבורים. הטווחים הגדולים ביותר משתרעים לאורך כמה מאות קילומטרים, ברוחב של כ-3 ק"מ וגובהם פחות מ-300 מטרים. יותר מ-200 הפסקות, השווה בגודלן לקצוות, בוקעות ממרכז המישור; רבים מהם הם שקעים התחום על ידי תלמים (grabens). במקום שבו גראבנים מצטלבים עם רכסים, הם נוטים לעבור דרכם, מה שמצביע על היווצרותם המאוחרת.
סוגי משטח
מישור ז'רה מוקף בשני סוגי שטח - הקצה והתבליט שלו נוצרים על ידי סלע מושלך. הקצה הוא טבעת של גושי הרים לא סדירים המגיעים לגובה של 3 ק"מ, שהם ההרים הגבוהים ביותר שנמצאים על פני כדור הארץ, עם מדרונות תלולים יחסית לכיוון המרכז. הטבעת השנייה הקטנה בהרבה נמצאת במרחק של 100-150 ק"מ מהראשונה. מאחורי המדרונות החיצוניים יש אזור של ליניארירכסים ועמקים רדיאליים, מלאים חלקית במישורים, שחלקם מנוקדים בגבעות ובגבעות רבות בגובה של כמה מאות מטרים. מקור התצורות המרכיבות את הטבעות הרחבות מסביב לאגן ז'רה שנוי במחלוקת. חלק מהמישורים על הירח נוצרו בעיקר כתוצאה מאינטראקציה של פליטה עם טופוגרפיית פני השטח שכבר קיימת, וייתכן שזה נכון גם לגבי מרקורי. אבל התוצאות של מסנג'ר מצביעות על כך שפעילות געשית מילאה תפקיד משמעותי בהיווצרותן. לא רק שיש מעט מכתשים בהשוואה לאגן ז'רה, מה שמעיד על תקופה ארוכה של היווצרות מישורים, אלא שיש להם מאפיינים אחרים הקשורים בצורה ברורה יותר לוולקניות ממה שניתן היה לראות בתמונות מארינר 10. עדויות קריטיות לוולקניות הגיעו מתמונות מסנג'ר המציגות פתחי אוורור געשיים, רבים לאורך הקצה החיצוני של מישור ז'רה.
Radithlady Crater
Caloris הוא אחד מהמישורים הפוליציקליים הגדולים הצעירים ביותר, לפחות בחלק החקר של מרקורי. הוא נוצר כנראה במקביל למבנה הענק האחרון על הירח, לפני כ-3.9 מיליארד שנים. תמונות המסנג'ר חשפו עוד מכתש פגיעה קטן בהרבה עם טבעת פנימית גלויה שייתכן שנוצרה הרבה יותר מאוחר, שנקרא Raditlady Basin.
אנטיפוד מוזר
בצד השני של כדור הארץ, בדיוק 180° מול מישור זהרה, ממוקםכתם של שטח מעוות בצורה מוזרה. מדענים מפרשים עובדה זו על ידי דיבור על היווצרותם בו זמנית על ידי מיקוד גלים סיסמיים מאירועים שהשפיעו על פני השטח האנטיפודליים של מרקורי. השטח ההררי והמקושר הוא אזור עצום של קרקעות גבוהות, שהן מצולעים גבעות ברוחב 5-10 ק"מ ועד לגובה של 1.5 ק"מ. המכתשים שהיו קיימים קודם לכן הפכו לגבעות ולסדקים בתהליכים סייסמיים, כתוצאה מכך נוצרה תבליט זה. לחלקם היה תחתית שטוחה, אבל אז השתנתה צורתו, מה שמעיד על מילוי מאוחר יותר.
Plains
המישור הוא המשטח השטוח יחסית או הגלי עדין של מרקורי, נוגה, כדור הארץ ומאדים, שנמצא בכל מקום על כוכבי הלכת הללו. זהו "קנבס" שעליו התפתח הנוף. המישורים הם עדות לתהליך של פירוק השטח הקשה ויצירת חלל שטוח.
יש לפחות שלוש דרכים ל"ליטוש" שכנראה שיטחו את פני השטח של מרקורי.
אחת הדרכים - הגדלת הטמפרטורה - מפחיתה את חוזק הקליפה ואת יכולתה להחזיק הקלה גבוהה. במשך מיליוני שנים, ההרים "שוקעים", תחתית המכתשים תתרומם ופני השטח של מרקורי יתיישרו.
השיטה השנייה כוללת תנועה של סלעים לעבר אזורים נמוכים יותר של השטח בהשפעת כוח הכבידה. עם הזמן מצטבר סלע בשפלה וממלא את הרמות הגבוהות יותרככל שהנפח שלו גדל. כך מתנהגת זורמת הלבה מבטן הפלנטה.
הדרך השלישית היא לפגוע בשברי סלעים על פני השטח של מרקורי מלמעלה, מה שמוביל בסופו של דבר ליישור השטח הקשה. פליטת מכתשים ואפר געשי הם דוגמאות למנגנון זה.
פעילות וולקנית
כבר הוצגו כמה עדויות בעד ההשערה של השפעת הפעילות הוולקנית על היווצרותם של רבים מהמישורים המקיפים את אגן ז'רה. מישורים צעירים יחסית אחרים על מרקורי, הנראים במיוחד באזורים המוארים בזוויות נמוכות במהלך הטיסה הראשונה של השליח, מראים מאפיינים אופייניים של געשיות. לדוגמה, כמה מכתשים ישנים היו מלאים עד אפס מקום בזרמי לבה, בדומה לאותן תצורות בירח ובמאדים. עם זאת, קשה יותר להעריך את המישורים הנרחבים על מרקורי. מכיוון שהם מבוגרים יותר, ברור שהרי געש ותצורות געשיות אחרות עלולים להישחק או להתמוטט בדרך אחרת, מה שמקשה על הסברם. הבנת המישורים הישנים הללו חשובה שכן הם כנראה אחראים להיעלמותם של יותר מהמכתשים בקוטר 10-30 ק מ בהשוואה לירח.
Escarps
מאות מדפים משוננים הם צורות הקרקע החשובות ביותר של מרקורי, המאפשרות לנו לקבל מושג על המבנה הפנימי של כוכב הלכת. אורכם של סלעים אלו נע בין עשרות ליותר מאלפי קילומטרים, וגובהם נע בין 100 מ' ל-3 ק"מ. אםבמבט מלמעלה, הקצוות שלהם נראים מעוגלים או משוננים. ברור שזו תוצאה של היווצרות סדקים, כאשר חלק מהאדמה עלה ונשכב על השטח שמסביב. על פני כדור הארץ, מבנים כאלה מוגבלים בנפחם ומתעוררים תחת דחיסה אופקית מקומית בקרום כדור הארץ. אבל כל פני השטח הנחקרים של מרקורי מכוסה צלקות, מה שאומר שקרום כוכב הלכת ירד בעבר. ממספר וגיאומטריה של צלקות, נובע שכוכב הלכת ירד בקוטר ב-3 ק"מ.
יתר על כן, הצטמקות חייבת להימשך עד לאחרונה יחסית בהיסטוריה הגיאולוגית, מכיוון שחלק מהצלקות שינו את צורתם של מכתשי פגיעה שהשתמרו היטב (ולכן צעירים יחסית). האטת המהירות הגבוהה בתחילה של סיבוב כוכב הלכת על ידי כוחות הגאות והשפל יצרה דחיסה בקווי הרוחב המשווני של מרקורי. עם זאת, הפצועות הגלובלית מציעות הסבר אחר: התקררות מאוחרת של המעטפת, אולי בשילוב עם התמצקות של חלק מהליבה המותכת לחלוטין, הובילה לדחיסת הליבה ולעיוות של הקרום הקר. הצטמקות גודלו של מרקורי עם התקררות מעטפתו אמורה הייתה לגרום למבנים אורכיים רבים יותר ממה שניתן לראות, דבר המצביע על כך שתהליך ההתכווצות אינו שלם.
המשטח של מרקורי: ממה הוא עשוי?
מדענים ניסו להבין את הרכב כוכב הלכת על ידי חקר אור השמש המוחזר מחלקים שונים שלו. אחד ההבדלים בין מרקורי לירח, מלבד שהראשון היה מעט כהה יותר, הוא שהספקטרוםבהירות פני השטח שלו פחותה. לדוגמה, הים של הלווין של כדור הארץ - חללים חלקים הנראים לעין בלתי מזוינת ככתמים כהים גדולים - כהים הרבה יותר מהגבהות המנוקדות במכתשים, והמישורים של מרקורי חשוכים רק מעט יותר. הבדלי הצבע על הפלנטה פחות בולטים, אם כי תמונות המסנג'ר שצולמו עם סט של מסנני צבע הראו אזורים קטנים מאוד צבעוניים הקשורים לפתחי האוורור של הרי געש. מאפיינים אלה, בתוספת הספקטרום הנראה והאינפרא-אדום הבלתי בולט יחסית של אור השמש המוחזר, מצביעים על כך שפני השטח של מרקורי מורכבים ממינרלי סיליקט דלים בברזל וטיטניום, בצבע כהה יותר מאשר בים הירח. בפרט, סלעי כדור הארץ עשויים להיות דלים בתחמוצות ברזל (FeO), מה שמוביל להנחה שהוא נוצר בתנאים מצמצמים הרבה יותר (כלומר חוסר חמצן) מאשר איברים יבשתיים אחרים.
בעיות של מחקר מרחוק
קשה מאוד לקבוע את הרכב כוכב הלכת על ידי חישה מרחוק של אור השמש וספקטרום הקרינה התרמית המשקפת את פני השטח של מרקורי. כוכב הלכת מתחמם חזק, מה שמשנה את התכונות האופטיות של חלקיקי מינרלים ומסבך את הפרשנות הישירה. עם זאת, המסנג'ר היה מצויד במספר מכשירים שלא היו על סיפון ה-Mariner 10, אשר מדדו ישירות את הרכב הכימי והמינרלים. מכשירים אלה דרשו תקופה ארוכה של תצפית בזמן שהספינה נשארה קרובה למרקורי, ולכן תוצאות קונקרטיות לאחר שלושת הראשוניםלא היו טיסות קצרות. רק במהלך משימת המסלול של השליח הופיע מספיק מידע חדש על הרכב פני השטח של כוכב הלכת.
