Из чего состоит Меркурий? Ядро меркурия оказалось крупнее предсказанного Строение меркурия кратко.

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета (общие сведения о Меркурии и других планетах вы найдете в приложении 1) — среднее расстояние от Солнца 57 909 176 км. Однако расстояние от Солнца до Меркурия может меняться от 46,08 до 68,86 млн км. Расстояние Меркурия от Земли составляет от 82 до 217 млн км. Ось Меркурия почти перпендикулярна плоскости его орбиты.

Из-за незначительного наклонения оси вращения Меркурия к плоскости его орбиты заметных сезонных изменений на этой планете нет. Нет у Меркурия и спутников.

Меркурий — маленькая планета. Его масса составляет двадцатую часть массы Земли, а радиус в 2,5 раза меньше земного.

Ученые считают, что в центре планеты находится большое железное ядро — на его долю приходится 80 % массы планеты, а сверху — мантия из каменных пород.

Для наблюдений с Земли Меркурий — трудный объект, так как его приходится наблюдать всегда на фоне вечерней или утренней зари низко над горизонтом, а кроме этого, в эту пору наблюдатель видит освещенной лишь половину его диска.

Первым исследовал Меркурий американский космический зонд «Маринер-10», который в 1974-1975 гг. трижды пролетел мимо планеты. Максимальное сближение этого космического зонда с Меркурием составляло 320 км.

Поверхность планеты похожа на сморщенную яблочную кожуру, она изрыта трещинами, впадинами, горными хребтами, наиболее высокие из которых достигают 2-4 км, отвесными уступами-эскарпами высотой 2-3 км и длиной в сотни километров. В ряде районов планеты на поверхности видны долины, бескратерные равнины. Средняя плотность грунта — 5,43 г/см 3 .

На изученном полушарии Меркурия имеется единственное ровное место — Равнина Жары. Предполагается, что это застывшая лава, излившаяся из недр после столкновения с гигантским астероидом около 4 млрд лет назад.

Атмосфера Меркурия имеет крайне низкую плотность. Она состоит из водорода, гелия, кислорода, паров кальция, натрия и калия (рис. 1). Водород и гелий планета, вероятно, получает от Солнца, а металлы испаряются с ее поверхности. «Атмосферой» эту тонкую оболочку можно назвать лишь с большой натяжкой. Давление у поверхности планеты в 500 млрд раз меньше, чем у поверхности Земли (это меньше, чем в современных вакуумных установках на Земле).

Общие характеристики планеты Меркурий

Максимальная температура поверхности Меркурия, зарегистрированная датчиками, +410 °С. Средняя температура ночного полушария равна -162 °С, а дневного +347 °С (этого достаточно, чтобы расплавить свинец или олово). Перепады температур из-за смены времен года, вызванной вытянутостью орбиты, на дневной стороне достигают 100 °С. На глубине 1 м температура постоянна и равна +75 °С, ведь пористый грунт плохо проводит тепло.

Органическая жизнь на Меркурии исключается.

Рис. 1. Состав атмосферы Меркурия

Ударный бассейн, шириной 250 километров, снимок космического аппарата MESSENGER

Меркурий является планетой земной группы, как и все остальные три внутренние планеты: Венера, Земля и Марс. Он самый маленький из них и имеет диаметр всего 4879 км. Каков же его состав?

Химический состав

Он образован на 70% металлами и 30% силикатными материалами. Cостав Меркурия немного менее плотный, чем Земной с ее плотностью 5,43 г/см3.

Так как планеты гораздо меньше Земли, то его гравитация не так сильно сжимает планету, так что на самом деле планета содержит тяжелые элементы в ядре.

Астрономы считают, что ядро является очень большим и состоит в основном из железа.

Оно занимает до 42% от общего объема планеты, в то время, как у Земли всего 17%.

Само ядро составляет около 3600 км в поперечнике. Окружающая его мантия имеет толщину 600 км. Вокруг мантии находится кора, размером 100-200 км.

Кора, как известно, содержит много горных хребтов, которые простираются на сотни километров.

Планетарные геологи считают, что часть хребтов сформировалась, когда планета начала охлаждаться, а другая часть образовалась из-за деформаций от падения больших астероидов.

Что же эта за причина, которая может объяснить почему Меркурий имеет такое большое ядро, и что повлияло на зарождающуюся планетезималь в самом начале ее истории? Возможно, что он сформировался до того, как вспыхнуло наше Солнце. После начала термоядерного синтеза в ядре звезды, Солнце испарило часть поверхности планеты, мощным солнечным ветром.

Самая близкая планета к Солнцу - Меркурий. Астрономы многие десятки лет потратили на изучение этой планеты, но вопросов все равно больше, чем ответов. С другой стороны, известно о Меркурии тоже немало. Например, ученые знают, что концентрация железа в ядре Меркурия выше, чем у любой другой планеты Солнечной системы. Возможных объяснений этому факту несколько. Общепринятая теория говорит о том, что изначально самая близкая к Солнцу планета имела столько же металлов и силикатов, сколько обычный метеорит. При этом масса Меркурия была в 2,25 раз больше, чем сейчас.

Но в самом начале существования Меркурий столкнулся с неким крупным телом, в результате чего от планеты отделилась большая часть коры и мантии. Соответственно, относительная доля ядра Меркурия увеличилась. Эта теория выглядит несколько сомнительной после того, как элементный состав поверхности Меркурия был изучен зондом «Мессенджер».

Как оказалось, Меркурий богат калием. Но этого элемента не должно быть много на планете, которая пережила крупное столкновение. В ходе удара, достаточного для потери части коры и мантии, планета должна была сильно нагреться, и калий просто улетучился бы. Сейчас ученые пытаются объяснить этот факт. А пока они ищут объяснение, выяснилась еще одна особенность планеты: оказывается , она до сих пор геологически активна.

Астрономы изучили последние снимки зонда «Мессенджер». На снимках хорошо видны следы недавних тектонических процессов. А это свидетельствует о том, что на Меркурии до сих пор происходят геологические процессы.

«Мессенджер» (Mercury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging - MESSENGER) - американская автоматическая межпланетная станция (АМС) для исследования Меркурия . Этот зонд передал на Землю большое количество данных о самой близкой к Солнцу планете. До «Мессенджера» ее исследовал еще один аппарат - «Маринер-10 ». Он пролетел около планеты в 70-х годах. Тогда удалось получить фотографии почти половины поверхности Меркурия. Правда, данных о химическом составе или строении планеты ученые не получили - этот аппарат не был оснащен необходимыми приборами. Технологии того времени еще не позволяли создавать относительно небольшие зонды со сложными научными инструментами. Для того, чтобы получше изучить Меркурий, агентство НАСА в 2004 году запустило «Мессенджер».

Этот аппарат помог восполнить ряд пробелов в изучении планеты. Например, в 2011 году оказалось, что магнитный центр расположен вовсе не в центре планеты, как, например, магнитный центр Земли. Он смещен к северу, что вызывает деформацию и магнитного поля Меркурия. Кроме того, «Мессенджер» обнаружил следы вулканической деятельности. Также считается доказанным наличие водяного льда в кратерах на полюсах планеты.

На фотографиях удалось рассмотреть поверхность Меркурия в деталях. В частности, ученые увидели множество разломов, которые делят равнинные регионы планеты на многоугольники. Ранее эти разломы считались следами тектонической активности планеты в ее далеком прошлом. Планетологи считали, что сотни миллионов лет назад Меркурий остывал, его размер уменьшался, а поверхность покрывалась неровностями.

Зонд «Мессенджер» во время сборки (

Меркурий – самая маленькая и самая близкая к Солнцу планета Солнечной системы. Древние римляне дали ему имя в честь бога торговли Меркурия, посланника других богов, носившего крылатые сандалии, за то, что планета быстрее других движется по небу.

Краткая характеристика

Из-за малых размеров и близости к Солнцу Меркурий неудобен для земных наблюдений, поэтому долгое время о нем было известно очень мало. Важный шаг в его изучении был сделан благодаря космическим аппаратам «Маринер-10» и «Мессенджер», с помощью которых были получены качественные снимки и подробная карта поверхности.

Меркурий относится к планетам земной группы и находится на среднем расстоянии около 58 млн. км от Солнца. При этом максимальное расстояние (в афелии) 70 млн. км, а минимальное (в перигелии) – 46 млн. км. Его радиус лишь немного больше, чем у Луны, – 2 439 км, а плотность почти такая же, как у Земли, – 5,42 г/см³. Высокая плотность означает, что в его состав входит значительная доля металлов. Масса планеты составляет 3,3·10 23 кг, и около 80% от нее составляет ядро. Ускорение свободного падения в 2,6 раз меньше земного – 3,7 м/с². Стоит заметить, что форма Меркурия идеально шарообразная – он обладает нулевым полярным сжатием, то есть его экваториальный и полярный радиусы равны. Спутников у Меркурия нет.

Планета обращается вокруг Солнца за 88 суток, а период вращения вокруг своей оси относительно звезд (звездные сутки) составляет две трети от периода обращения – 58 дней. Это означает, что одни сутки на Меркурии длятся два его года, то есть 176 земных дней. Соизмеримость периодов, по-видимому, объясняется приливным воздействием Солнца, которое тормозило вращение Меркурия, изначально более быстрое, пока их значения не сравнялись.

Меркурий обладает самой вытянутой орбитой (ее эксцентриситет равен 0,205). Она значительно наклонена к плоскости земной орбиты (плоскости эклиптики) – угол между ними составляет 7 градусов. Скорость движения планеты по орбите составляет 48 км/с.

Температура на Меркурии определялась по его инфракрасному излучению. Она изменяется в обширном диапазоне от 100 К (-173 °C) на ночной стороне и полюсах до 700 К (430 °C) в полдень на экваторе. При этом суточные колебания температуры быстро уменьшаются с продвижением вглубь коры, то есть тепловая инерция грунта велика. Отсюда был сделан вывод, что грунт на поверхности Меркурия представляет собой, так называемый реголит – сильно раздробленную породу с низкой плотностью. Из реголита также состоят поверхностные слои Луны, Марса и его спутников – Фобоса и Деймоса.

Образование планеты

Наиболее вероятным описанием происхождения Меркурия считается небулярная гипотеза, согласно которой планета в прошлом была спутником Венеры, а затем по какой-то причине вышла из-под воздействия ее гравитационного поля. По другой версии Меркурий сформировался одновременно со всеми объектами Солнечной системы во внутренней части протопланетного диска, откуда легкие элементы уже были отнесены солнечным ветром во внешние области.

По одной из версий происхождения очень тяжелого внутреннего ядра Меркурия – теории гигантского столкновения – масса планеты первоначально была в 2,25 раз больше нынешней. Однако после столкновения с небольшой протопланетой или похожим на планету объектом большая часть коры и верхнего слоя мантии рассеялась в космосе, а ядро стало составлять значительную часть от массы планеты. Такая же гипотеза используется и для объяснения происхождения Луны.

После завершения основного этапа формирования 4,6 млрд. лет назад Меркурий долгое время интенсивно обстреливался кометами и астероидами, потому его поверхность испещрена множеством кратеров. Бурная вулканическая активность на заре истории Меркурия привела к образованию лавовых равнин и «морей» внутри кратеров. По мере того, как планета постепенно остывала и сжималась, рождались другие детали рельефа: хребты, горы, холмы и уступы.

Внутреннее строение

Структура Меркурия в целом мало отличается от остальных планет земной группы: в центре находится массивное металлическое ядро радиусом около 1800 км, окруженное слоем мантии в 500 – 600 км, которая, в свою очередь, покрыта корой толщиной 100 – 300 км.

Ранее считалось, что ядро Меркурия твердое и составляет около 60% от всей его массы. Предполагали, что у такой маленькой планеты ядро может быть только твердым. Но наличие собственного магнитного поля у планеты, хоть и слабого, – веский аргумент в пользу версии об ее жидком ядре. Движение вещества внутри ядра вызывает эффект динамо, а также сильная вытянутость орбиты вызывает приливный эффект, поддерживающий ядро в жидком состоянии. Сейчас достоверно известно, что ядро Меркурия состоит из жидких железа и никеля и составляет три четверти от массы планеты.

Поверхность Меркурия практически ничем не отличается от лунной. Самое заметное сходство – это бесчисленное множество кратеров, крупных и мелких. Как и на Луне, от молодых кратеров расходятся в разные стороны светлые лучи. Однако на Меркурии нет таких обширных морей, которые к тому же были бы относительно ровными и свободными от кратеров. Еще одно заметное различие в ландшафтах – это многочисленные уступы длиной в сотни километров, образовавшиеся при сжатии Меркурия.

Кратеры располагаются на поверхности планеты неравномерно. Ученые предполагают, что районы, более густо заполненные кратерами – более старые, а более ровные – молодые. Также наличие крупных кратеров говорит о том, что на Меркурии уже, по крайней мере, 3-4 млрд. лет не было сдвигов коры и эрозии поверхности. Последнее является доказательством того, что на планете никогда не существовало достаточно плотной атмосферы.

Самый крупный кратер Меркурия имеет размер около 1500 километров и 2 километров в высоту. Внутри него находится огромная лавовая равнина – равнина Жары. Этот объект является самой заметной деталью на поверхности планеты. Тело, столкнувшееся с планетой и породившее такое масштабное образование, должно было быть не менее 100 км длиной.

Снимки зондов показали, что поверхность Меркурия однородна и рельефы полушарий не отличаются друг от друга. В этом состоит еще одно отличие планеты от Луны, а также от Марса. Состав поверхности заметно отличается от лунного – в ней мало тех элементов, которые характерны для Луны – алюминия и кальция, – но довольно много серы.

Атмосфера и магнитное поле

Атмосфера на Меркурии практически отсутствует – она очень сильно разрежена. Ее средняя плотность равна такой же плотности на Земле на высоте 700 км. Точный состав ее не определен. Благодаря спектроскопическим исследованиям известно, что в атмосфере содержится много гелия и натрия, а также кислород, аргон, калий и водород. Атомы элементов принесены из космического пространства солнечным ветром либо подняты им с поверхности. Одним из источников гелия и аргона являются радиоактивные распады в коре планеты. Присутствие паров воды объясняется образованием воды из водорода и кислорода, содержащихся в атмосфере, ударами комет о поверхность, сублимацией льда, предположительно находящегося в кратерах на полюсах.

Меркурий имеет слабое магнитное поле, напряженность которого на экваторе в 100 раз меньше, чем на Земле. Однако такой напряженности хватает, чтобы создать у планеты мощную магнитосферу. Ось поля почти совпадает с осью вращения, возраст оценивается примерно в 3,8 млрд. лет. Взаимодействие поля с обволакивающим его солнечным ветром вызывает вихри, происходящие в 10 раз чаще, чем в магнитном поле Земли.

Наблюдение

Как уже говорилось, наблюдать Меркурий с Земли довольно трудно. Он никогда не удаляется от Солнца больше, чем на 28 градусов и потому практически незаметен. Видимость Меркурия зависит от географической широты. Легче всего его наблюдать на экваторе и близких к нему широтах, поскольку здесь сумерки длятся меньше всего. На более высоких широтах Меркурий увидеть гораздо сложнее – он находится очень низко над горизонтом. Здесь наилучшие условия для наблюдения наступают во время наибольшего удаления Меркурия от Солнца или на наибольшей высоте над горизонтом во время восхода или захода Солнца. Также Меркурий удобно наблюдать во время равноденствий, когда продолжительность сумерек минимальна.

Меркурий довольно просто разглядеть в бинокль сразу после захода Солнца. Фазы Меркурия хорошо видны в телескоп от 80 мм в диаметре. Однако детали поверхности, естественно, можно рассмотреть только в гораздо более крупные телескопы, и даже с такими инструментами это будет сложной задачей.

Меркурий имеет фазы, похожие на фазы Луны. На минимальном расстоянии от Земли он виден как тонкий серп. В полной фазе он находится слишком близко к Солнцу, и увидеть его невозможно.

При запуске зонда «Маринер-10» к Меркурию (1974 г.) был использован гравитационный маневр. Прямой перелет аппарата к планете требовал колоссальных затрат энергии и был практически невозможен. Эту трудность обошли с помощью коррекции орбиты: сначала аппарат прошел мимо Венеры, и условия пролета мимо нее были подобраны так, что ее гравитационное поле изменило его траекторию ровно настолько, что зонд долетел до Меркурия без дополнительных трат энергии.

Есть предположения, что на поверхности Меркурия существует лед. В его атмосфере присутствует водяной пар, который вполне может находиться в твердом состоянии на полюсах внутри глубоких кратеров.

В XIX веке астрономы, наблюдая за Меркурием, не могли найти объяснения его орбитальному движению, используя законы Ньютона. Вычисленные ими параметры различались с наблюдаемыми. Чтобы объяснить это, была выдвинута гипотеза о том, что на орбите Меркурия находится еще одна невидимая планета Вулкан, воздействие которой и вносит наблюдаемые несоответствия. Настоящее объяснение было дано спустя десятилетия с помощью общей теории относительности Эйнштейна. Впоследствии имя планеты Вулкан было дано вулканоидам – предполагаемым астероидам, находящимся внутри орбиты Меркурия. Зона от 0,08 а.е. до 0,2 а.е. гравитационно стабильна, поэтому вероятность существования таких объектов довольно высока.

Сутки на Меркурии длятся 179 земных дней – это медленно вращающаяся планета. Ночные температуры падают до -173C, а полуденная температура достигает + 427C.
Подобно Луне, Меркурий поглощает большую часть солнечного света, отражая только 6 % (Земля отражает 30 % солнечных лучей от облаков). Низкая отражательная способность Меркурия вызвана тем, что тело планеты не содержит атмосферы.

Меркурий – очень тяжелая планета (средняя плотность вещества Меркурия составляет 5.4 г/куб.см), что подразумевает наличие большого железного ядра. Это подтверждается и наличием магнитного поля планеты.

Меркурий имеет изрытую кратерами поверхность горного типа и обширные гладкие ландшафты, которые напоминают марию. На Меркурии также выделяют длинные уступы, которые рассекают равнины и многочисленные кратеры. Уступы и троги – результаты сжатия (шортенинг) коры при охлаждении планеты, произошедшем на раннем этапе ее истории. Это сжатие вызвало ломку коры

from http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E5%F0%EA%F3%F0%E8%E9

По физическим характеристикам Меркурий напоминает Луну, но есть очень разреженная атмосфера. Поверхность Меркурия сильно кратерирована. Плотность кратеров различна на разных участках. Предполагается, что более густо усеянные кратерами участки являются более древними, а менее густо усеянные - более молодыми, образовавшимися при затоплении лавой старой поверхности. В то же время крупные кратеры встречаются на Меркурии реже, чем на Луне. Самый большой кратер на Меркурии составляет 716 км. Меркурии видны образования, которые на Луне не встречаются. Важным различием гористых ландшафтов Меркурия и Луны является присутствие на Меркурии многочисленных зубчатых откосов, простирающихся на сотни километров, - эскарпов. Изучение их структуры показало, что они образовались при сжатии, сопровождавшем остывание планеты, в результате которого площадь поверхности Меркурия уменьшилась на 1 %. Наличие на поверхности Меркурия хорошо сохранившихся больших кратеров говорит о том, что в течение последних 3-4 млрд лет там не происходило в широких масштабах движение участков коры, а также отсутствовала эрозия поверхности, последнее почти полностью исключает возможность существования в истории Меркурия сколько-нибудь существенной атмосферы. Aсимметрии рельефа полушарий не наблюдaется.

Первые данные исследования элементного состава поверхности с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра аппарата «Мессенджер» показали, что она бедна алюминием и кальцием по сравнению с плагиоклазовым полевым шпатом, характерным для материковых областей Луны. В то же время поверхность Меркурия сравнительно бедна титаном и железом и богата магнием, занимая промежуточное положение между типичными базальтами и ультраосновными горными породами типа земных коматиитов. Обнаружено также изобилие серы, что предполагает восстановительные условия формирования планеты.

После формирования Меркурия 4,6 млрд лет назад происходила интенсивная бомбардировка планеты астероидами и кометами. Последняя сильная бомбардировка планеты произошла 3,8 млрд лет назад. Часть регионов, например, Равнина Жары, формировалась также за счёт их заполнения лавой. Это привело к образованию гладких плоскостей внутри кратеров, наподобие лунных. Затем, по мере того как планета остывала и сжималась, стали образовываться хребты и разломы. Их можно наблюдать на поверхности более крупных деталей рельефа планеты, таких как кратеры, равнины, что указывает на более позднее время их образования. Период вулканизма на Меркурии закончился, когда мантия сжалась достаточно для предотвращения выхода лавы на поверхность планеты. Это, вероятно, произошло в первые 700-800 MA. Все последующие изменения рельефа обусловлены ударами о поверхность планеты внешних тел.

Одна из особенностей поверхности Меркурия (images of Mariner 10) - присутствие сотен образований- индикаторов, которые указывают на деформацию коры (уступы, высокогорные хребты и хребты- морщины- lobate scarps, high-relief ridges и wrinkle ridges). Lobate scarps наблюдаются всюду по межкратерным равнинам и интерпретируются как поверхностнoe выражение надвигов (thrust faults). Bысокогорные хребты менее распространены и часто переход ят в lobate scarp и могут быть результатами высоко-углового надвигa (high-angle reverse faulting). Горные хребты- морщины – комбинация складок и наползней - искажают внутренние равнины (interior plains) и окружающие гладкие равнины (surrounding smooth plains). Узкие линейные троги во внутренних равнинах интерпретируются как разлом или грабен. Пространственные особенности отсутствуют.

Many of Mercury""s basins contain smooth plains, like the lunar mare, that are believed likely to be filled with lava flows. Collapse structures possibly indicative of volcanism have been found in some craters. Eleven volcanic domes were identified in Mariner 10 images, including a 7-km high dome near the centre of Odin Planitia.