Merkurius är den innersta och minsta planeten i
solsystemet. Den har en omloppstid runt solen av ungefär 88 dygn. Ytan är
ganska lik månens, täckt av kratrar. Här finns ingen atmosfär och
yttemperaturen varierar mellan –173 grader Celsius i botten av kratrarna vid
polerna och +427 grader Celsius på de varmaste platserna på solsidan Planetens består
av en järnrik kärna täckt av en stenig mantel vilket tyder på att planeten haft ett
magmahav tidigt i sin utveckling.
Liksom all vätska under extrem hetta har detta hav
avdunstat. Vätskan i detta hav bestod inte av vatten eller etan eller liknande
vätskor. På Merkurius var temperaturen sannolikt så hög att ångan bestod
av förångad sten.
I en ny studie publicerad i The Planetary Science
Journal modellerade Noah Jäggi med kollegor hur avdunstningen av ytan av detta
magmahav bildade en atmosfär som sedan över tid avdunstade ut i rymden men som även
förändrade Merkurius sammansättning och som nu gör att vi frågar oss hur
måttligt flyktiga element som natrium kan ha ackumulerats på Merkurius yta.
Resultatet av studien var överraskande berättade Jäggi,
doktorand vid Universitetet i Bern. Tidiga planetariska magmahav är inte
ovanliga på en planet förklarade Lindy Elkins-Tanton, chef för School of Earth
and Space Exploration vid Arizona State University. "Vi tror att alla
steniga planeter haft ett eller flera sådana magmahav efter sitt
bildande. Effekterna av ackrettionen i slutet av planetbildning är just så
energirik planeten smälter ner till något djup."
I både det flyktiga och icke-flyktiga fallet
avdunstar magmahavet och bildar en atmosfär. Molekyler i denna kan därefter fly från
atmosfären på ett av fyra sätt – plasmauppvärmning från solvindens laddade
partiklar; fotoevaporation från extremt högenergirika solfotoner som
röntgenstrålar eller ultravioletta fotoner från solens övre atmosfär som skapar
ett utflöde av gas (även kallad hydrodynamisk flykt); Effekten där särskilt
höghöjdsmolekyler med låg massa, glider ut från toppen av atmosfären innan de
stöter på en annan molekyl och en molekylär kollision sker och fotojonisering
blir resultatet att högenergifotoner producerar joner som flyr från planeten på
olika sätt.
Teamets modell fann att av de fyra potentiella
flyktmekanismerna var och en var möjliga för atmosfärförlusten. Den mest
troliga gav en effekt som ledde till massförluster från 1 miljon till 4
miljarder kilo per sekund, sade Jäggi, allt beroende på hur effektivt det atmosfäriska innehållet värms upp och hur mycket strålning som producerades av
den tidiga solen.
Men viktigast av allt, den totala förlusten av massa
från de två mycket olika atmosfärteorier som testades - flyktiga och
icke-flyktiga - befanns vara ganska lika. Med tanke på massförlusten var
modellens resulterande tidsskala för effektivt kemiskt utbyte av den inre
atmosfären mindre än 10000 år,
Bild vikipedia som visar en storleksjämförelse
mellan de inre planeterna (Merkurius, Venus, jorden och Mars).
