Bề mặt của Sao Thủy, trong ngắn hạn, giống như Mặt Trăng. Các đồng bằng rộng lớn và nhiều miệng núi lửa cho thấy hoạt động địa chất trên hành tinh đã ngừng hàng tỷ năm trước.
Mẫu bề mặt
Bề mặt của Sao Thủy (ảnh được đưa ra ở phần sau của bài viết), được chụp bởi các tàu thăm dò "Mariner-10" và "Messenger", bề ngoài trông giống như mặt trăng. Hành tinh này phần lớn rải rác với các miệng núi lửa với nhiều kích cỡ khác nhau. Phần nhỏ nhất có thể nhìn thấy trong các bức ảnh chi tiết nhất về Mariner có đường kính vài trăm mét. Không gian giữa các miệng núi lửa lớn tương đối bằng phẳng và bao gồm các đồng bằng. Nó tương tự như bề mặt của mặt trăng, nhưng chiếm nhiều không gian hơn. Các vùng tương tự bao quanh cấu trúc va chạm nổi bật nhất của Sao Thủy, được hình thành do va chạm, Lưu vực đồng bằng Zhara (Caloris Planitia). Khi gặp Mariner 10, chỉ một nửa của nó được chiếu sáng và nó đã được Messenger mở hoàn toàn trong chuyến bay đầu tiên của nó trên hành tinh vào tháng 1 năm 2008.
Miệng núi lửa
Các địa hình phổ biến nhất trên hành tinh là miệng núi lửa. Chúng bao phủ rất nhiều bề mặt. Thủy ngân. Hành tinh (hình bên dưới) thoạt nhìn giống Mặt trăng, nhưng khi xem xét kỹ hơn, chúng phát hiện ra những điểm khác biệt thú vị.
Lực hấp dẫn của sao Thủy gấp đôi mặt trăng, một phần là do mật độ lớn của lõi sắt và lưu huỳnh khổng lồ của nó. Lực hấp dẫn mạnh có xu hướng giữ cho vật liệu bị đẩy ra khỏi miệng núi lửa gần với vị trí va chạm. So với Mặt trăng, nó chỉ rơi ở khoảng cách 65% so với Mặt trăng. Đây có thể là một trong những yếu tố góp phần hình thành các hố thiên thạch thứ cấp trên hành tinh, được hình thành dưới ảnh hưởng của vật chất bị đẩy ra, trái ngược với các hố thiên thạch sơ cấp hình thành trực tiếp từ vụ va chạm với tiểu hành tinh hoặc sao chổi. Lực hấp dẫn cao hơn có nghĩa là các hình dạng và cấu trúc phức tạp đặc trưng của các miệng núi lửa lớn - đỉnh trung tâm, sườn dốc và nền phẳng - được quan sát thấy trên Sao Thủy ở các miệng núi lửa nhỏ hơn (đường kính tối thiểu khoảng 10 km) so với trên Mặt trăng (khoảng 19 km). Các cấu trúc nhỏ hơn các kích thước này có đường viền đơn giản giống như chiếc cốc. Các hố thiên thạch trên sao Thủy khác với hố thiên thạch trên sao Hỏa, mặc dù hai hành tinh có lực hấp dẫn tương đương nhau. Các miệng núi lửa mới trên đầu tiên thường sâu hơn các thành tạo tương đương trên thứ hai. Điều này có thể là do hàm lượng chất bay hơi thấp trong lớp vỏ của Sao Thủy hoặc do vận tốc va chạm cao hơn (vì tốc độ của một vật thể trên quỹ đạo Mặt Trời tăng lên khi nó đến gần Mặt Trời).
Những miệng núi lửa có đường kính lớn hơn 100 km bắt đầu tiếp cận với hình bầu dục đặc trưng củacác thành tạo lớn. Những cấu trúc này - những lưu vực đa vòng - có kích thước từ 300 km trở lên và là kết quả của những vụ va chạm mạnh nhất. Vài chục người trong số họ đã được tìm thấy trên phần được chụp ảnh của hành tinh. Hình ảnh Messenger và phương pháp đo độ cao bằng tia laze đã góp phần rất lớn vào việc tìm hiểu những vết sẹo còn sót lại này từ các cuộc bắn phá của tiểu hành tinh ban đầu của sao Thủy.
Đồng bằng Zhara
Cấu trúc tác động này kéo dài 1550 km. Khi nó được phát hiện lần đầu tiên bởi Mariner 10, người ta tin rằng kích thước của nó nhỏ hơn nhiều. Bên trong vật thể là những bình nguyên nhẵn được bao phủ bởi các vòng tròn đồng tâm bị gấp khúc và bị đứt gãy. Các dãy lớn nhất trải dài vài trăm km chiều dài, khoảng 3 km chiều rộng và chưa đầy 300 mét chiều cao. Hơn 200 vết vỡ, có kích thước tương đương với các cạnh, phát ra từ trung tâm của đồng bằng; nhiều trong số chúng là những chỗ trũng được giới hạn bởi rãnh (grabens). Ở những nơi giao nhau với các đường gờ, chúng có xu hướng đi qua chúng, cho thấy sự hình thành sau này của chúng.
Các loại bề mặt
Đồng bằng Zhara được bao quanh bởi hai dạng địa hình - rìa và phù điêu được hình thành bởi đá bỏ đi. Phần rìa là một vòng các khối núi không đều, cao tới 3 km, là những ngọn núi cao nhất được tìm thấy trên hành tinh, với độ dốc tương đối lớn về phía trung tâm. Vòng thứ hai nhỏ hơn nhiều cách vòng thứ nhất 100-150 km. Phía sau các sườn dốc bên ngoài có một khu vực tuyến tínhcác rặng núi và thung lũng hướng tâm, một phần được lấp đầy bởi các đồng bằng, một số được rải rác với nhiều gò đồi cao vài trăm mét. Nguồn gốc của các thành tạo tạo nên các vòng rộng xung quanh lưu vực sông Zhara còn nhiều tranh cãi. Một số đồng bằng trên Mặt trăng được hình thành chủ yếu là kết quả của sự tương tác của vật liệu phóng với địa hình bề mặt đã tồn tại, và điều này cũng có thể đúng với sao Thủy. Nhưng kết quả của Messenger cho thấy hoạt động núi lửa đóng một vai trò quan trọng trong sự hình thành của chúng. Không chỉ có ít miệng núi lửa so với lưu vực sông Zhara, cho thấy một thời gian dài hình thành đồng bằng, mà chúng còn có các đặc điểm khác gắn liền với núi lửa rõ ràng hơn những gì có thể thấy trong hình ảnh Mariner 10. Bằng chứng quan trọng về núi lửa đã được đưa ra từ các hình ảnh trên Messenger cho thấy các lỗ thông hơi của núi lửa, nhiều lỗ thông dọc theo rìa ngoài của Đồng bằng Zhara.
Radithlady Crater
Caloris là một trong những đồng bằng đa vòng lớn trẻ nhất, ít nhất là trong phần đã được khám phá của Sao Thủy. Nó có thể hình thành cùng lúc với cấu trúc khổng lồ cuối cùng trên Mặt trăng, khoảng 3,9 tỷ năm trước. Các hình ảnh trên Messenger cho thấy một hố va chạm khác nhỏ hơn nhiều với vòng trong có thể nhìn thấy được có thể đã hình thành sau này nhiều, được gọi là Lưu vực Raditlady.
Giải mã kỳ lạ
Ở phía bên kia của hành tinh, chính xác 180 ° đối diện với Đồng bằng Zhara, có vị trímột vùng địa hình méo mó kỳ lạ. Các nhà khoa học giải thích sự thật này bằng cách nói về sự hình thành đồng thời của chúng bằng cách tập trung các sóng địa chấn từ các sự kiện ảnh hưởng đến bề mặt đối cực của sao Thủy. Địa hình đồi núi là một vùng cao nguyên rộng lớn, là các đồi đa giác rộng từ 5-10 km và cao tới 1,5 km. Các miệng núi lửa tồn tại trước đây đã bị các quá trình địa chấn biến thành những ngọn đồi và vết nứt, do đó hình thành nên sự phù trợ này. Một số trong số chúng có đáy bằng phẳng, nhưng sau đó hình dạng của nó thay đổi, điều này cho thấy chúng được lấp đầy sau này.
Bình nguyên
Đồng bằng là bề mặt tương đối bằng phẳng hoặc nhấp nhô nhẹ của Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa, được tìm thấy ở khắp mọi nơi trên các hành tinh này. Nó là một "tấm vải" mà cảnh quan đã phát triển. Các đồng bằng là bằng chứng của quá trình phá vỡ địa hình gồ ghề và tạo ra một không gian bằng phẳng.
Có ít nhất ba cách "đánh bóng" có thể làm phẳng bề mặt của Thủy ngân.
Một trong những cách - tăng nhiệt độ - làm giảm độ bền của vỏ cây và khả năng giữ ẩm cao. Trải qua hàng triệu năm, các ngọn núi "chìm xuống", đáy của các miệng núi lửa sẽ trồi lên và bề mặt của Sao Thủy sẽ san bằng.
Phương pháp thứ hai liên quan đến sự di chuyển của đá về phía các khu vực thấp hơn của địa hình dưới tác động của trọng lực. Theo thời gian, đá tích tụ ở các vùng đất thấp và lấp đầy các tầng cao hơnkhi âm lượng của nó tăng lên. đây là cách dung nham chảy ra từ ruột của hành tinh này hoạt động.
Cách thứ ba là đập những mảnh đá vụn trên bề mặt Sao Thủy từ trên cao, điều này cuối cùng dẫn đến sự thẳng hàng của địa hình gồ ghề. Các vụ phun trào miệng núi lửa và tro núi lửa là những ví dụ về cơ chế này.
Hoạt động núi lửa
Một số bằng chứng ủng hộ giả thuyết về ảnh hưởng của hoạt động núi lửa đối với sự hình thành của nhiều vùng đồng bằng xung quanh lưu vực sông Zhara đã được trình bày. Các đồng bằng tương đối trẻ khác trên Sao Thủy, đặc biệt có thể nhìn thấy ở các vùng được chiếu sáng ở góc thấp trong lần bay đầu tiên của Sứ giả, cho thấy các đặc điểm đặc trưng của núi lửa. Ví dụ, một số miệng núi lửa cũ đã bị lấp đầy bởi các dòng dung nham, tương tự như các thành tạo giống nhau trên Mặt Trăng và Sao Hỏa. Tuy nhiên, các vùng đồng bằng rộng rãi trên sao Thủy khó đánh giá hơn. Vì chúng lớn hơn, rõ ràng là núi lửa và các thành tạo núi lửa khác có thể đã bị xói mòn hoặc sụp đổ, khiến chúng khó giải thích. Hiểu được những đồng bằng cũ này là rất quan trọng vì chúng có thể là nguyên nhân dẫn đến sự biến mất của nhiều miệng núi lửa có đường kính 10–30 km so với Mặt trăng.
Escarps
Hàng trăm gờ lởm chởm là địa hình quan trọng nhất của Sao Thủy, cho phép chúng ta hình dung về cấu trúc bên trong của hành tinh. Chiều dài của những tảng đá này thay đổi từ hàng chục đến hơn hàng nghìn km, và độ cao thay đổi từ 100 m đến 3 km. Nếu mộtnhìn từ trên xuống, các cạnh của chúng có vẻ tròn trịa hoặc lởm chởm. Rõ ràng đây là kết quả của sự hình thành vết nứt, khi một phần đất trồi lên và nằm trên khu vực xung quanh. Trên Trái đất, các cấu trúc như vậy bị giới hạn về thể tích và hình thành dưới sự nén ngang cục bộ trong vỏ Trái đất. Nhưng toàn bộ bề mặt được khảo sát của Sao Thủy được bao phủ bởi những vết sẹo, có nghĩa là lớp vỏ của hành tinh này đã giảm xuống trong quá khứ. Từ số lượng và hình dạng của các vết sẹo, có thể thấy hành tinh này đã giảm đường kính đi 3 km.
Hơn nữa, sự co rút phải tiếp tục cho đến tương đối gần đây trong lịch sử địa chất, vì một số vết sẹo đã làm thay đổi hình dạng của các hố va chạm được bảo tồn tốt (và do đó tương đối trẻ). Sự chậm lại của tốc độ quay cao ban đầu của hành tinh do lực thủy triều tạo ra lực nén ở các vĩ độ xích đạo của sao Thủy. Tuy nhiên, các vết sẹo phân bố trên toàn cầu gợi ý một cách giải thích khác: làm nguội lớp phủ muộn, có thể kết hợp với sự đông đặc của một phần lõi đã từng hoàn toàn nóng chảy, dẫn đến sự nén lõi và biến dạng của lớp vỏ lạnh. Sự thu nhỏ kích thước của sao Thủy khi lớp phủ của nó nguội đi đáng lẽ phải tạo ra nhiều cấu trúc theo chiều dọc hơn những gì có thể thấy, cho thấy quá trình co lại chưa hoàn thiện.
Bề mặt của sao Thủy: nó được làm bằng gì?
Các nhà khoa học đã cố gắng tìm ra thành phần của hành tinh bằng cách nghiên cứu ánh sáng mặt trời phản chiếu từ các phần khác nhau của nó. Một trong những điểm khác biệt giữa Sao Thủy và Mặt Trăng, ngoài việc vật trước đây hơi tối hơn một chút, là quang phổđộ sáng bề mặt của nó ít hơn. Ví dụ, các vùng biển của vệ tinh Trái đất - những vùng không gian mịn có thể nhìn thấy bằng mắt thường như những đốm đen lớn - tối hơn nhiều so với vùng cao nguyên rải rác bằng miệng núi lửa, và vùng đồng bằng của Sao Thủy chỉ tối hơn một chút. Sự khác biệt về màu sắc trên hành tinh ít rõ rệt hơn, mặc dù hình ảnh Messenger được chụp bằng một bộ bộ lọc màu cho thấy các khu vực nhỏ rất sặc sỡ liên quan đến lỗ thông hơi của núi lửa. Những đặc điểm này, cộng với phổ hồng ngoại gần và có thể nhìn thấy tương đối dễ thấy của ánh sáng mặt trời phản xạ, cho thấy bề mặt của Sao Thủy được cấu tạo từ các khoáng chất silicat nghèo sắt và titan, có màu sẫm hơn so với biển Mặt Trăng. Đặc biệt, đá của hành tinh này có thể chứa ít oxit sắt (FeO), dẫn đến giả thiết rằng nó được hình thành trong điều kiện khử nhiều hơn (tức là thiếu oxy) so với các thành viên khác trên mặt đất.
Vấn đề về nghiên cứu khoảng cách
Rất khó xác định thành phần của hành tinh bằng viễn thám ánh sáng mặt trời và phổ bức xạ nhiệt phản chiếu bề mặt của Sao Thủy. Hành tinh nóng lên mạnh mẽ, điều này làm thay đổi tính chất quang học của các hạt khoáng chất và làm phức tạp việc giải thích trực tiếp. Tuy nhiên, Messenger được trang bị một số thiết bị không có trên tàu Mariner 10 để đo trực tiếp thành phần hóa học và khoáng chất. Các thiết bị này yêu cầu một thời gian dài quan sát trong khi con tàu vẫn ở gần sao Thủy, vì vậy kết quả cụ thể sau ba lần đầu tiênKhông có chuyến bay ngắn. Chỉ trong nhiệm vụ quỹ đạo của Sứ giả, thông tin mới về thành phần bề mặt hành tinh mới xuất hiện.
