Новые научные данные свидетельствуют о том, что глубоко внутри планеты Меркурий формируется железный "снег", который потом опускается к центру планеты, подобно тому, как снежинки формируются в земной атмосфрее и падают на поверхность.
Движение этого железного снега может объяснить странное магнитное поле Меркурия, утверждают исследователи из Университета штата Иллинойс и Университета Западного резервного района. В статье, опубликованной в апрельском номере журнала "Геофизические исследования" (Geophysical Research Letters), ученые представили лабораторные измерения и модели, которые имитируют условия, предположительно существующие внутри меркурианского ядра.
"Теория меркурианского "снежного" ядра делает возможными новые сценарии, согласно которым в ядре существует конвекция, генерирующая магнитные поля", - говорит профессор Джи "Джеки" Ли (Jie "Jackie" Li). - "Наши данные имеют следствия, необходимые для понимания природы и эволюции ядра Меркурия, а также ядер других планет и спутников".
Меркурий - самая внутренняя планета Солнечной системы и единственная, кроме Земли, планета земного типа, имеющая магнитное поле. Открытое в 1970 году космическим аппаратом "Маринер 10", оно примерно в 100 раз слабее земного. Большинство моделей не могут объяснить настолько слабое магнитное поле.
Ядро Меркурия состоит в основном из железа, но также предположительно содержит серу, которая снижает температуру плавления железа и играет важную роль в образовании магнитного поля планеты.
"Недавние измерения вращения Меркурия наземным радаром обнаружили легкое качательное движение, которое предполагает, что ядро планеты по крайней мере частично расплавлено", - говорит аспирантка Бин Чен (Bin Chen), главный автор статьи. - "Но не имея сейсмографических данных о планете, мы знаем очень мало о его ядре".
Чтобы лучше понять физическое состояние меркурианского ядра, исследователи использовали много-наковальный прибор для изучения варочных характеристик железо-серной смеси при высоких давлениях и температурах.
В каждом эксперименте железо-серный образец был стиснут до определенного давления и нагрет до определенной температуры. Потом образец был охлажден, разрезан надвое и проанализирован с помощью сканирующего электронного микроскопа и электронного микрозонда.
"Быстрое охлаждение сохраняет структуру образца, что показывает разделение твердой и жидкой фаз, а также количество серы в каждой фазе", - говорит Чен. - "Основываясь на этих экспериментальных данных, мы можем делать выводы о процессах, происходящих в ядре Меркурия".
По мере того, как расплавленная железо-серная смесь во внешнем ядре медленно охлаждается, атомы железа конденсируются в кубические "снежинки", котоые опускаются к центру планеты, говорит Чен. Когда железный снег тонет, а более легкая, богатая серой жидкость поднимается, образуются конвекционные токи, которые питают динамо планеты и производят слабое магнитное поле.
Исследователи говорят, что меркурианское ядро, вероятно, осаждает железный "снег" в двух отдельных зонах. Это состояние может быть уникально среди землеподобных планет и землеподобных спутников Солнецной системы.
"Наши данные дают новый контекст, в который могут быть помещены дальнейшие наблюдения космического аппарата MESSENGER", - говорит Ли. - "Сейчас мы может связать физическое состояние Меркурия с образованием и эволюцией землеподобных планет в целом".
Профессор Стивен Э. Хаук (Steven A. Hauck) из Университета Западного резервного района является соавтором данной статьи.
Работа была спонсирована Национальным научным фондом США.
Источник:
University of Illinois
Движение этого железного снега может объяснить странное магнитное поле Меркурия, утверждают исследователи из Университета штата Иллинойс и Университета Западного резервного района. В статье, опубликованной в апрельском номере журнала "Геофизические исследования" (Geophysical Research Letters), ученые представили лабораторные измерения и модели, которые имитируют условия, предположительно существующие внутри меркурианского ядра.
"Теория меркурианского "снежного" ядра делает возможными новые сценарии, согласно которым в ядре существует конвекция, генерирующая магнитные поля", - говорит профессор Джи "Джеки" Ли (Jie "Jackie" Li). - "Наши данные имеют следствия, необходимые для понимания природы и эволюции ядра Меркурия, а также ядер других планет и спутников".
Меркурий - самая внутренняя планета Солнечной системы и единственная, кроме Земли, планета земного типа, имеющая магнитное поле. Открытое в 1970 году космическим аппаратом "Маринер 10", оно примерно в 100 раз слабее земного. Большинство моделей не могут объяснить настолько слабое магнитное поле.
Ядро Меркурия состоит в основном из железа, но также предположительно содержит серу, которая снижает температуру плавления железа и играет важную роль в образовании магнитного поля планеты.
"Недавние измерения вращения Меркурия наземным радаром обнаружили легкое качательное движение, которое предполагает, что ядро планеты по крайней мере частично расплавлено", - говорит аспирантка Бин Чен (Bin Chen), главный автор статьи. - "Но не имея сейсмографических данных о планете, мы знаем очень мало о его ядре".
Чтобы лучше понять физическое состояние меркурианского ядра, исследователи использовали много-наковальный прибор для изучения варочных характеристик железо-серной смеси при высоких давлениях и температурах.
В каждом эксперименте железо-серный образец был стиснут до определенного давления и нагрет до определенной температуры. Потом образец был охлажден, разрезан надвое и проанализирован с помощью сканирующего электронного микроскопа и электронного микрозонда.
"Быстрое охлаждение сохраняет структуру образца, что показывает разделение твердой и жидкой фаз, а также количество серы в каждой фазе", - говорит Чен. - "Основываясь на этих экспериментальных данных, мы можем делать выводы о процессах, происходящих в ядре Меркурия".
По мере того, как расплавленная железо-серная смесь во внешнем ядре медленно охлаждается, атомы железа конденсируются в кубические "снежинки", котоые опускаются к центру планеты, говорит Чен. Когда железный снег тонет, а более легкая, богатая серой жидкость поднимается, образуются конвекционные токи, которые питают динамо планеты и производят слабое магнитное поле.
Исследователи говорят, что меркурианское ядро, вероятно, осаждает железный "снег" в двух отдельных зонах. Это состояние может быть уникально среди землеподобных планет и землеподобных спутников Солнецной системы.
"Наши данные дают новый контекст, в который могут быть помещены дальнейшие наблюдения космического аппарата MESSENGER", - говорит Ли. - "Сейчас мы может связать физическое состояние Меркурия с образованием и эволюцией землеподобных планет в целом".
Профессор Стивен Э. Хаук (Steven A. Hauck) из Университета Западного резервного района является соавтором данной статьи.
Работа была спонсирована Национальным научным фондом США.
Источник:
University of Illinois
Комментариев нет:
Отправить комментарий