Новое исследование показало, что масштаб этого процесса могли недооценивать: суммарное сжатие планеты за 4,5 млрд лет могло оказаться на 10–30% больше прежних расчетов, а уменьшение диаметра – достигать 23 км. Ученые при этом подчеркивают: речь идет не о внезапном изменении размеров планеты, а о крайне медленном геологическом процессе, который продолжается на протяжении всей ее истории.

Исследование ученых Института космических исследований Немецкого центра авиации и космонавтики опубликовано в журнале Geophysical Research Letters. Исследователи изучили геологические структуры на поверхности Меркурия, в частности уступы и гряды, которые образовались в результате сжатия планеты. Такие структуры можно сравнить с морщинами на кожуре фрукта, который теряет объем.

Меркурий сформировался около 4,5 млрд лет назад значительно более горячим. По мере охлаждения его внутренние слои постепенно сокращались в объеме. Поскольку планета в основном состоит из каменных пород и имеет очень крупное железное ядро, уменьшение объема внутренних областей отражается и на ее внешней оболочке. Она сминается, образуя характерные уступы и другие структуры сжатия.

Астрономы считают такой процесс нормальным для планеты. Меркурий остывает быстрее крупных планет, таких как Земля или Венера, поскольку небольшие небесные тела быстрее теряют накопленное тепло. При этом само новое исследование не свидетельствует о том, что Меркурий внезапно начал сжиматься быстрее. Речь идет об уточнении оценки уже произошедшего процесса. Именно поэтому полученный результат не означает резкого изменения состояния планеты.

До сих пор ученые оценивали сжатие Меркурия примерно в 4–16 км по диаметру. Новая работа показывает, что реальное значение может достигать 23 км. Причина расхождения связана не с неожиданным ускорением охлаждения, а с особенностями поверхности планеты.

Поверхность Меркурия покрыта огромным количеством ударных кратеров. За миллиарды лет столкновения с астероидами оставляли после себя выброшенный материал, который частично перекрывал более древние геологические структуры.

Исследователи сравнили карту рельефа Меркурия с данными о шероховатости его поверхности. Оказалось, что на участках поверхности, которые сильнее всего изменились со временем, старые уступы и другие следы сжатия сохранились хуже. Это позволило предположить, что часть древних структур просто скрыта под более молодыми отложениями.

Процесс охлаждения и связанного с ним сжатия не считается завершенным. Но он настолько медленный, что говорить о каком-либо заметном уменьшении планеты в человеческом масштабе времени не приходится.

Исследователи также пока не считают новую оценку окончательной. Данные космического аппарата NASA MESSENGER, использованные в работе, позволяют достаточно надежно изучать относительно крупные структуры поверхности, тогда как более мелкие признаки сжатия могли остаться незамеченными. Новые наблюдения должны помочь уточнить расчеты. Большое значение в этом отношении имеет миссия BepiColombo Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. Аппарат должен начать сбор новых данных на орбите Меркурия в ноябре 2026 года. Более подробные снимки и измерения рельефа помогут проверить существующие оценки и лучше понять внутреннее строение планеты.

Меркурий не является единственным небесным телом, которое меняет размеры по мере охлаждения. Аналогичные процессы происходят на других каменистых телах Солнечной системы. Ученые приводят в пример Луну и Марс, которые также постепенно теряют внутреннее тепло и испытывают сжатие. На их поверхности, как и на Меркурии, обнаружены геологические структуры, связанные с этим процессом.

Земля также постепенно остывает, однако ученые не ожидают для нее сопоставимого с Меркурием глобального сжатия: движение тектонических плит и особенности строения нашей планеты существенно меняют проявление этого процесса.

Само по себе постепенное уменьшение размеров является естественным этапом эволюции каменистых планет. При этом скорость процесса зависит от размеров небесного тела, его состава, первоначальной температуры и внутреннего строения.