Мантия Меркурия плывет по течению

Будучи самой маленькой земной планетой в нашей Солнечной системе, Меркурий может многому научить нас, как развиваются маленькие каменистые планеты. В отличие от Земли, чей мощный внешний слой — литосфера — распадается на мозаику плит, смещающихся относительно друг друга, Меркурий — планета с одной плитой. Этот вид Меркурия был получен из изображений и данных, полученных двумя космическими кораблями, Mariner 10 и MESSENGER. На Земле движение плит обусловлено потоком горячих полурасплавленных пород в мантии — слое, в котором буквально плавает литосфера. Поток этой полурасплавленной породы является механизмом, с помощью которого Земля охлаждает свои недра. Существует множество свидетельств этого управляемого мантией процесса на окраинах Земной плиты, где сосредоточены крупные разломы и вулканическая активность.

На планете из одной плиты потери тепла проявляются по-разному. Вместо движения и взаимодействия нескольких пластин внутренние потери тепла воздействуют на одну пластину, вызывая ее усадку и усадку. Доказательства сжатия Меркурия представлены в виде группы глобально распределенных разломов. По мере остывания недр планеты земная кора — каменистая верхняя часть литосферы — вынуждена сжиматься, образуя продольные разломы протяженностью в сотни километров, а многие — высотой более километра и более. Однако только силы глобального спада должны привести к глобальному набору разломов, равномерно распределенных по всей планете.

Модель толщины ртутной корки. Топографические и гравитационные данные, полученные космическим кораблем MESSENGER НАСА, используются для оценки текущей толщины коры Меркурия, при этом оттенки красного и белого указывают на толстую кору, а оттенки синего – на более тонкую кору. Орфографическая проекция имеет центр на 120 ° восточной долготы, а бассейн Калорис находится вверху справа. (Смитсоновский институт)

До пролета космического корабля MESSENGER и обращения к Меркурию я изучал трещины разломов, обнаруженные на изображениях, полученных с пролета Mariner 10. Хотя полная протяженность группы разломов Меркурия была неизвестна, были признаки того, что некоторые разломы были сгруппированы в длинные линейные группы. . Мессенджер подтвердил существование длинных скоплений или поясов надвиговых разломов, некоторые из которых простираются на тысячи километров. Поскольку эти комбинации, скорее всего, не являются результатом глобальной усадки, дефекты в линейных ремнях вызывает какой-то другой процесс. Может ли быть виновато что-то, происходящее в мантии Меркурия?

Заметная линейная группа линий разломов на Меркурии. Группа состоит из трещин высокого лепестка и хребта (около 35 ° с.ш., 30 ° з.д.), которые включают Ропс Виктория, Ропс Индевор и Антониади-Дорса, и простирается на 1500 км (стрелки слева). Этот блок разломов находится на восточной границе области толстой коры на Меркурии. Другой заметный рубец дольки, потертости Карнеги (стрелки с восходящей точкой), расположен вдоль южной границы утолщенной области коры. Рельеф с цветовой кодировкой показывает более низкие отметки в оттенках синего и более высокие возвышения в оттенках красного. (НАСА / Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса / Вашингтонский институт Карнеги / Смитсоновский институт)

Мы с коллегами представили новые модели толщины коры Меркурия, созданные с использованием данных гравитации и топографии, полученных MESSENGER. В нашем анализе мы обнаружили, что кластеры разломов расположены в более толстых областях земной коры. Связь между скоплениями и более толстой корой может свидетельствовать о течении в мантии Меркурия. Мы предполагаем, что нисходящий поток мантии мог утолщать и сжимать кору Меркурия, способствуя формированию длинных поясов разломов. Мы также представляем новую динамическую модель мантийного давления, которая показывает положительные значения, указывающие на восходящий поток, и отрицательные значения, указывающие на нисходящий поток. Эта модель показывает корреляцию между областями с большим количеством линий разломов или более высоким сократительным напряжением и областями отрицательного динамического давления в мантии.

Нисходящий поток мантии – это процесс, который был предложен для внутриплитной тектоники на Земле, когда надвиги образуются вдали от краев плит. Связь между течением мантии и тектоникой предполагает, что процесс, аналогичный тому, который произошел на Земле, повлиял на образование крупных разломов на Меркурии и может все еще быть.

Иллюстрация Меркурия, показывающая новую модель толщины земной коры с клипом, показывающим модель внутреннего строения планеты. Толщина корки показана оттенками красного и белого, обозначающими толстую корку, и оттенками синего, указывающими на тонкую корку. Во внутреннем ядре Меркурия преобладают его внутреннее твердое ядро ​​и внешнее жидкое ядро. Нисходящий мантийный поток в мантии Меркурия приводит к утолщению коры, а также вызывает сжатие (черные стрелки на вставке) внутри более толстой коры. Именно усадка влияет на локализацию надвигов. (Смитсоновский институт)

Leave a Comment