Ученые Бернского университета (Швейцария) раскрыли, что в древности на Меркурии существовала быстро испаряющаяся атмосфера, которая формировалась из газов магматического океана. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале The Planetary Science Journal.
Планетологи предполагают, что ранний Меркурий имел океан магмы, который испарялся, образуя атмосферу из летучих и нелетучих веществ. Такие океаны характерны для каменистых планет на ранних стадиях существования, когда бомбардировки крупными космическими телами, радиоактивный распад и тепло ядра поддерживали недра и поверхности в расплавленном состоянии. Температура поверхности при этом достигала 2400 кельвинов (К), а кристаллизация магмы происходит при 1400 К.
Исследователи смоделировали четыре возможных состава магматического океана при двух гипотетических размерах древнего Меркурия, при этом один из вариантов предусматривает, что радиус планеты был больше современного. Летучие вещества, такие как углекислый газ, окись углерода, молекулярный водород и вода, растворяются в магме и могут улетучиваться в виде газа при малом давлении. Относительно нелетучие породообразующие элементы: кремний, натрий или железо – могут существовать в виде газов (например, монооксида кремния, SiO), только при очень высоких температурах.
Показано, что атмосфера Меркурия испарялась благодаря нескольким механизмам. Ускользание Джинса, когда легкие молекулы уходили космос с большой высоты и с высокой скоростью, играло небольшую роль. Солнечный ветер, фотоиспарение и фотоионизация приводили к массивным потерям газовой оболочки со скоростью примерно один-четыре миллиардов килограммов в секунду. При этом процесс испарения летучих и нелетучих газов был похожим при высоких температурах, а охлаждение произошло довольно быстро, поэтому основной состав мантии Меркурия на стадии магматического океана не должен был изменяться существенно. Из-за диссипации атмосферы планета потеряла только 0,3 процента изначальной массы или слой коры менее 2,3 километра толщиной.
Тот факт, что современная поверхность Меркурия обогащена летучими элементами, такими как натрий, не может объясняться наличием ранней атмосферы. Согласно выводам ученых, причиной могли стать химические реакции, которые происходили в породах, формирующихся из-за притягивания содержащегося в космическом пространстве рядом с Солнцем вещества.