Zvětšit obrázek

Snímek Merkuru ve falešných barvách pořídila sonda MESSENGER (leden 2008). Světle oranžovou kruhovou oblast vpravo nahoře (C) - pánev Caloris (impaktní kráter zaplněn sopečným materiálem s nízkým obsahem železa); tmavě modré oblasti - starý kamenitý terén, možná bohatý na ilmenit; bílé šipky - mladé hladké planiny; černé šipky - malá sopečná centra. Kredit: NASA/APL/Carnegie Institution of Washington

Vědce již dlouho trápí nedostatek informací o nejvnitřnější planetě naší Sluneční soustavy – o jedné ze čtyř terestrických planet (planet podobných Zemi). Merkur obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti 58 miliónů km (0,387 AU). I planetární geologové mají velké mezery v základních informacích -  jak se planeta Merkur formovala, jestli byla v minulosti aktivní apod.

James William Head III (Brown University)

První detailnější snímky Merkurova povrchu přinesla sonda Mariner 10, která uskutečnila v letech 1974 a 1975 tři nízké přelety nad planetou. Ale z tehdejších záběrů se ještě nedalo určit, zda hladké planiny na povrchu planety byly vytvořené sopečnou činností nebo materiálem vyhozeným při kosmické srážce. Proto neexistoval shodný názor na geologickou minulost Merkuru.

„Merkur nebyl hned mrtvý. Chceme vědět, kdy a co způsobilo zpomalování aktivity a nakonec její zastavení,“ říká planetární geolog James W. Head (Brown University, Providence, Rhode Island, USA), vedoucí jednoho z výzkumných týmů.

Důkaz, že v minulosti Merkuru důležitou roli hrála intenzivní sopečná činnosti, která asi před 3 až 4 miliardami let značně změnila povrch planety, přinesla americká sonda MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging). Sondu pro NASA vyvinuli v laboratořích APL Hopkinsonovy univerzity (Applied Physics Laboratory of Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland).

Významný klíč ke geologické minulosti Merkuru našli vědci po objevu sopečného komínu v pánvi Caloris (Caloris basin) - jedné z největších a zároveň nejmladších impaktních pánví ve Sluneční soustavě. Na snímcích, pořízených sondou MESSENGER, je zřetelně vidět deprese (prohlubeň) ledvinovitého tvaru obklopená světlým prstencem (haló). Planetární geologové jsou přesvědčeni, že deprese je sopečný komín a světlé haló pyroklastická hornina (hornina vzniklá nahromaděním a zpevněním materiálu vyvrženého sopkou).

Zvětšit obrázek

Detail pánve Caloris ve falešných barvách – téměř uprostřed sopečný komín obklopený světlým haló (MESSENGER, leden 2008). Kredit: NASA/APL

Další větší prstenec obklopující „sopku“ a světlé haló jsou důkazem dalšího typu vulkanismu na Merkuru - vzniku štítových sopek, kdy roztavená hornina z nitra planety proniká trhlinami na povrch, tam se „vylévá“ a tuhne. Objev štítových sopek je pro vědce jasným důkazem, že sopečná činnost pomohla tvořit povrch planety.

Mariner 10 pořídil snímky zhruba 45 % Merkurova povrchu. MESSENGER zmapoval o 20 % více, ale s daleko vyšším rozlišením a detailněji. Sonda MESSENGER nyní pokračuje v letu uvnitř Sluneční soustavy. Další nízké přelety nad povrchem Merkuru jsou plánovány na 6. října 2008 a 29. září 2009, při dalším přiblížení bude sonda navedena na oběžnou dráhu kolem Merkuru (18. března 2011).

Až dosud byla známa jen polovina povrchu planety. Vyplnit tuto mezera pomůže až sonda MESSENGER. „Nyní jsme vyobrazili polovinu té části povrchu Merkuru, kterou sonda Mariner 10 nikdy neviděla,“ říká geolog Mark S. Robinson (Arizona State University, Tempe, Arizona). „Obraz ještě není kompletní. Zbývající polovinu dostaneme 6. října.“

 

Mark S. Robinson (Arizona State University).

Podle Robinsona snímky pořízené sondou MESSENGER dokazují, že zde hrála významnou roli sopečná činnost. Zatímco impaktní krátery, vzniklé dopadem meteoritů, jsou na Merkuru běžné a na první pohled Merkur připomíná svým vzhledem Měsíc, velká část planety byla „opatřena“ novým „vulkanickým“ povrchem.

Pánev Caloris (Caloris basin) má rozlohu přinejmenším milión km²  – dostatečně velkou, aby pohltila společně Arizonu, Nevadu i Kalifornii. Její rozloha naznačuje existenci rozsáhlých zdrojů magmatu v horním plášti Merkuru.

Multispektrální snímky ukazují, že kromě lávových proudů je pánev Caloris i „červeně skvrnitá“, což také ukazuje na sopečnou činnost. „Červené skvrny nemají ostré okraje a někdy se nacházejí uprostřed prohlubní bez kruhových valů,“ říká Robinson. „Pravděpodobně vznikly při explozivních, pyroklastických erupcích.“

„Zmapovali jsme novou polokouli s průměrným rozlišením snímků 5 km/pixel,“ říká Robinson. „Viděli jsme tři různé typy povrchu, definované jednotlivými barvami. Jedná se o relativně hladké planiny s vysokou odrazivostí, terén s průměrným počtem kráterů a materiál s nízkou odrazivostí.“

Headův tým vyzbrojen kvalitními snímky s vyšším rozlišením a větším pokrytím pořízených sondou MESSENGER odhalil velké množství impaktních kráterů, které jsou zality lávou. Množství vulkanické horniny potvrzuje domněnku, že sopečná činnost byla v raném období na Merkuru velmi rozšířena a významně přispěla k formování planety.

Podobné útvary byly nalezeny na Měsíci i na Marsu. Pokud se i na Merkuru potvrdí, že

impaktní krátery byly zality lávou, pak v 60m kráteru by tloušťka této vrstvy měla dosahovat  2,7 km.

„To je hodně lávy,“ říká Head. „Je to důkaz, že planeta byla ve své rané historii opravdu aktivní.“

I když to dosud vypadalo, že všechno je idylické a vědci jednotlivých týmů si navzájem notují, tak stačí položit jedinou otázku. Kde je železo? 

Zvětšit obrázek

Sonda MESSENGER u Merkuru (ilustrace). Kredit: NASA/APL

Podle Robinsona obzvlášť záhadný je materiál s nízkou odrazivostí: „Je to důležitá a rozšířená hornina, která se vyskytuje hluboko v kůře, ale i na povrchu. Avšak na Merkuru křemičitany (silikáty) obsahují velmi malé množství dvojmocného železa. Očekáváte, že vulkanické horniny s nízkou odrazivostí budou obsahovat vysoké množství železonosných křemičitanových minerálů. Zde ale tomu tak není. A to je velmi neobvyklé.“

Podle Robinsona existuje jedno vysvětlení: Železo je „ukryto“ v chemické struktuře minerálů (např. v ilmenitu) a pro spektrometr na MESSENGERu je „neviditelné“. Ilmenit (oxid titanu a železa FeTiO₃) je krystalický titanát (titaničitan) železnatý (také oxid železnato-titaničitý) a vyskytuje se v přeměněných a vyvřelých horninách.
 

Vyřešení tohoto paradoxu by mělo pomoci vědcům rozplést historii Merkuru. „Jestli chcete pochopit vývoj planety, musíte vědět o všech minerálech v její kůře a plášti,“ vysvětluje Robinson. „Bohužel, zatím nejsme a dlouho ještě nebudeme schopni vrtat do Merkuru. Jediné, co můžeme dělat, je detailně studovat vulkanické horniny. Ony nám poskytují letmý pohled do pláště planety.“

„Zdá se, že v době svého formování měl Merkur nedostatek dvojmocného železa,“ dodává Robinson. „Více však budeme vědět až v roce 2011, kdy se MESSENGER dostane na oběžnou dráhu kolem planety. Pak budeme moci studovat povrchové horniny z mnohem menší vzdálenosti a budeme moci využívat všechny přístroje na palubě sondy.“

Nové snímky pomohou vědcům spojit vývoj Merkurova povrchu s jeho „vnitřní“ historií a porovnávat planetu s geologickou historií Země, Venuše, Měsíce a Marsu.

Merkuru a lednovému nízkému přeletu sondy MESSENGER nad povrchem planety se věnuje červencové číslo Science (4. července 2008).

Zdroj:
http://www.sciencedaily.com/releases/2008/07/080703140703.htm
http://asunews.asu.edu/20080703_mercuryvolcanism

Miroslava Hromadová