Меркурий за свою историю мог потерять до 23 километров диаметра, заметно больше прежних оценок. Авторы нового исследования пришли к выводу, что удары астероидов и выброшенный ими материал скрыли часть следов сжатия планеты, поэтому по видимой поверхности учёные недооценивали сокращение её размеров на 10–30%.
Меркурий уменьшается по мере остывания недр. Сокращение внутренних слоёв сжимает кору, которая ломается и надвигается сама на себя, оставляя длинные уступы и гряды. По количеству и размерам таких структур планетологи оценивают, насколько сильно изменился радиус планеты.
Проблема возникла из-за того, что тектонические следы распределены по поверхности неравномерно. Если глобальное охлаждение сжимает Меркурий в целом, выраженного дефицита складок и уступов в отдельных районах быть не должно. Исследователи предположили, что часть структур не отсутствует, а просто больше не видна.
Для проверки гипотезы группа построила глобальную карту шероховатости поверхности и сопоставила её с известными структурами сжатия. Основой послужили топографические данные MESSENGER, который более четырёх лет работал на орбите Меркурия. Связь оказалась выраженной: чем сильнее изрезан и геологически моложе участок, тем меньше на нём удаётся обнаружить старых уступов и гряд.
Особенно хорошо эффект заметен возле сравнительно молодых ударных кратеров. При столкновении крупного тела с Меркурием порода разлетается вокруг кратера и образует неровный слой выбросов. Такой материал способен частично или полностью засыпать более древние тектонические структуры. В районе кратера Рахманинов исследователи обнаружили именно такую картину: в областях с грубыми ударными выбросами видимых следов сжатия становится меньше.
После поправки на скрытые структуры одна из оценок сокращения радиуса выросла с 8,3 до 11,6 километра. Уменьшение радиуса на 11,6 километра соответствует потере примерно 23 километров диаметра. В самой работе авторы осторожнее формулируют итог: тектоническая летопись указывает как минимум на 6,9 километра радиального сжатия, а при отнесении всех выявленных структур к глобальному охлаждению величина может превышать 11,6 километра.
Даже скорректированная цифра может оставаться заниженной. Часть деформаций могла не оставить хорошо различимых следов, старые структуры могли скрыть более поздние вулканические отложения, а разрешение существующей глобальной модели рельефа не позволяет уверенно находить самые небольшие формы. Поэтому 23 километра следует считать оценкой возможного изменения диаметра, а не окончательно измеренной величиной.
Более сильное сжатие меняет ограничения для моделей внутреннего строения Меркурия. Размер сокращения зависит от того, как быстро остывали мантия и необычно крупное металлическое ядро, сколько тепла выделяли радиоактивные элементы и как менялось внутреннее строение планеты на протяжении миллиардов лет.
Проверить новую оценку поможет BepiColombo, который должен выйти на орбиту Меркурия 21 ноября 2026 года. В состав европейского аппарата входит лазерный высотомер BELA, способный измерять рельеф значительно подробнее. Научные наблюдения миссии планируется начать в апреле 2027 года, и новые карты могут показать дополнительные уступы и гряды, которые MESSENGER не смог различить.
Авторы считают, что проблема касается не только Меркурия. Ударные кратеры и их выбросы способны скрывать следы глобального сжатия и на других каменистых телах. Особенно заметной такая систематическая ошибка может оказаться на Луне, поверхность которой также миллиарды лет перерабатывали столкновения.