Внутри Меркурия идёт железный снег

Учёные из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign) и университета Case Western Reserve нашли неожиданное объяснение тайне ядра Меркурия. По видимому, его строение отлично от всего, с чем исследователи сталкивались ранее.

Загадка несоответствия строения недр Меркурия (как его представляют учёные сейчас) и параметров магнитного поля этой планеты давно волнует планетологов. Очень слабое (но всё же существующее) поле поначалу заставило специалистов предположить, что ядро Меркурия — твёрдое.

Однако оригинальное многолетнее исследование, результаты которого стали известны в прошлом году, привело специалистов к выводу, что первая планета внутри всё-таки жидкая. И это вместо ответов добавило вопросов.

Теперь, возможно, экспериментаторы из США подобрали ключ к "шараде Меркурия". Их ответ парадоксален: ядро не вполне жидкое, но и не твёрдое, а значительную его часть составляет вечно перемещающийся железный снег.

Как это представить и откуда это известно?

Учёные знают, что ядро Меркурия состоит преимущественно из железа с приличной добавкой серы. Последняя снижает температуру плавления смеси, так что ядро может оставаться жидким при относительно низких температурах. Однако как эти вещества распределены внутри ядра и как взаимодействуют между собой — оставалось неясным.

И вот группа американских учёных решила провести серию натурных экспериментов, в которых попробовала определить поведение железосерной "композиции" при разных температурах и разных (весьма высоких, заметим) давлениях, соответствующих условиям в глубине Меркурия.

Исследователи составляли образцы, нагревали и сжимали их, резко замораживали и распиливали, а потом анализировали строение.

И в результате они составили полную картину смены фаз в такой смеси, границ перехода между состояниями и соотношения между компонентами смеси при разных условиях.

Оказалось, что во внешних слоях железосерного ядра Меркурия железо конденсируется в виде кубических хлопьев или снежинок и выпадает вниз — к центру планеты. Этот снег падает постоянно, расплавляясь только в глубине. А навстречу ему из нижней части ядра поднимается жидкое железо, обогащённое серой. Эти конвективные потоки и влияют на формирование магнитного поля планеты.

Один из авторов исследования профессор Цзе Ли (Jie Li) говорит: "Снежное ядро Меркурия открывает новые сценарии, объясняющие расположение зон конвекции и генерирование его глобального магнитного поля. Наши выводы имеют прямые последствия для понимания природы и эволюции ядра как Меркурия, так и других планет и спутников".

Между тем такое "бинарное" снежное состояние ядра может оказаться уникальным среди планет земной группы и спутников Солнечной системы.

Подробности работы её авторы изложили в статье в журнале Geophysical Research Letters. Ли отмечает, что это открытие поможет поместить "в новый контекст" те данные, которые принесёт космический аппарат, направленный недавно к Меркурию.

Напомним, что американский зонд Messenger, в январе 2008-го пролетевший вблизи первой планеты, вернётся к ней в октябре нынешнего года (тогда можно будет получить массу новых данных), а окончательно выйдет на орбиту вокруг этого горячего мира в 2011-м. Тогда от зонда можно будет ожидать буквально шквала открытий.