|
Богатая серой ртутная магма ведет себя иначе
|
|
|
|
Меркурий - небольшая скалистая планета, о которой исследователям известно относительно немного. Две миссии, проводившие измерения во время облета планеты, показали, что Меркурий покрыт коркой, бедной железом и богатой серой. Это также редуцированное химическое состояние, при котором вещества приобретают электроны. На самом деле, это самая редуцированная планета в Солнечной системе.
|
|
|
|
"Поверхность Меркурия выглядит совершенно иначе, чем поверхность Земли", - сказал Раждип Дасгупта, профессор наук о земных системах Мориса Юинга и директор Центра изучения планетарного происхождения и обитаемости Космического института Райса. "Мы не могли изучать ее магматическую эволюцию, используя предположения, основанные на нашем понимании Земли, а данные миссий трудно интерпретировать. Нам пришлось искать способы приблизить планету к нашей лаборатории — в частности, с помощью метеорита Индарх".
|
|
|
|
Метеорит Индарх, упавший в Азербайджане в 1891 году, по химическому составу очень похож на Меркурий. Исследователи поняли, что могут использовать Индарх для изучения того, как уникальный химический состав Меркурия сформировал планету, и поделились своими результатами в недавней публикации Geochimica et Cosmochimica Acta.
|
|
|
|
"Индарх химически так же редуцирован, как и камни на Меркурии", - сказал Ишен Чжан, научный сотрудник лаборатории Дасгупты и первый автор статьи. "Считается, что это возможный строительный материал планеты".
|
|
|
|
|
|
|
Чжан использовал модельный состав расплава Indarch для приготовления своих собственных ртутных пород в установке с высоким давлением и высокой температурой. Процесс был довольно прост: смешайте химические ингредиенты Indarch в небольшом стеклянном флаконе, измените настройки в установке, чтобы они соответствовали условиям на Ртути, добавьте химикаты и приготовьте.
|
|
|
|
"Этот процесс варки камня может показать нам, что происходило химически внутри Ртути", - сказал Чжан. "Используя данные о температуре, давлении и химических свойствах, полученные на основе наблюдений и моделей с космических аппаратов, мы воссоздаем условия, подобные Меркурию, чтобы понять, как там образуются и эволюционируют магмы, даже без непосредственных образцов с планеты".
|
|
|
|
Чжан обнаружил, что сера снижает температуру, при которой эти расплавленные породы начинают кристаллизоваться. Это означает, что богатая серой магма на Меркурии может оставаться расплавленной при более низких температурах, чем аналогичная магма на Земле. Чжан выяснил, что причиной такого значительного снижения температуры кристаллизации является уникальный химический состав ртути: низкое содержание железа, высокое содержание серы и химически восстановленное состояние.
|
|
|
|
Сера — сложный элемент, ей нравится связываться с другими элементами, обычно с железом. На планетах, богатых железом, таких как Марс и Земля, большая часть серы связана с железом. Однако низкое содержание железа в Меркурии привело к тому, что сера искала новых партнеров для связывания. В частности, он может связываться с основными породообразующими элементами, такими как магний и кальций.
|
|
|
|
На Земле эти породообразующие элементы обычно связываются с кислородом, в результате чего образуется стабильная структура, называемая силикатной сеткой, состоящей из кремния, кислорода и породообразующих элементов. Однако, когда сера заменяет кислород, эта сетка становится слабее и кристаллизуется при более низкой температуре.
|
|
|
|
"Поскольку Индарх может представлять протопланетное состояние Меркурия, - сказал Чжан, - эти эксперименты показывают, что Меркурий, вероятно, образовался из серы, занимающей структурное положение, которое на Земле принадлежит кислороду. Это коренным образом меняет то, как затвердевала мантия планеты".
|
|
|
|
"Это захватывающий взгляд на то, как Меркурий, возможно, эволюционировал как планета до своего уникального современного химического состава поверхности", - сказал Дасгупта. "Что еще более важно, это дает нам возможность думать о планетах, основываясь не на том, как образовалась Земля, а на их собственном уникальном химическом составе и магматических процессах в совершенно других условиях. То, что вода или углерод влияют на магматическую эволюцию Земли, сера влияет на Меркурий".
|
|
|
|
Источник
|
