На протяжении всего своего существования радиус Меркурия, возможно, уменьшился в значительно большей степени, чем предполагалось ранее. Изначально некоторые свидетельства этого процесса оставались не учтенными, что могло привести к существенному занижению прежних оценок.

Ближайшая к Солнцу планета является наименьшей по размерам во всей Солнечной системе. Ее радиус приблизительно равен 2440 километрам. Основную часть объема составляет металлическое ядро, а поверхность характеризуется обилием кратеров, равнин, уступов и хребтов.

Данные о сжатии Меркурия стали известны планетологам еще в 1970-х годах. В то время космический аппарат Mariner 10 зафиксировал на поверхности планеты протяженные уступы, которые были связаны с ее глобальным сжатием. Предполагается, что это связано с постепенным охлаждением внутренних слоев: по мере потери тепла, накопленного при формировании, Меркурий уменьшается в размерах, а его кора испытывает деформации. В результате одни участки поверхности надвигаются на другие, формируя уступы и хребты.

Оценка степени сокращения радиуса планеты основывается на анализе размеров и распространенности этих структур. Согласно предыдущим расчетам, уменьшение составило от одного до семи километров. Однако распределение подобных структур неравномерно: в одних регионах они встречаются чаще, в других — реже, а в некоторых практически отсутствуют.

Представленная ситуация демонстрирует несоответствие с базовой моделью глобального охлаждения, которая предполагает более или менее равномерное сжатие. Возможным объяснением является фрагментарность сохранившейся тектонической летописи Меркурия.

Для определения, скрывают ли древние геологические образования более поздний рельеф, группа исследователей под руководством Гаку Нисиямы из Немецкого центра авиации и космонавтики провела сопоставление расположения уступов и гряд с неровностями поверхности Меркурия в различных областях. В результате анализа была обнаружена заметная тенденция: следы сжатия преимущественно фиксировались на относительно ровных участках, что указывает на уменьшение их количества при увеличении шероховатости местности.

Существует ряд возможных объяснений. Прежде всего, материал, выброшенный при формировании молодых кратеров, мог засыпать более старые хребты и уступы. Кроме того, на изрезанной кратерами поверхности выявление небольших тектонических структур на изображениях представляет собой более сложную задачу. Наконец, рыхлая и пористая почва при сжатии могла утрачивать свою воздушность без образования крупных разломов. Тем не менее, ученые пока не смогли подтвердить или опровергнуть данную гипотезу.

При включении всех известных структур в модель оценка уменьшения радиуса увеличилась с 8,3 до 11,6 километра. Использование только наиболее достоверных крупных структур приводит к гораздо меньшей коррекции – около 0,6 километра. В итоге планетологи пришли к выводу, что неровности поверхности могли привести к занижению предыдущих оценок степени сжатия Меркурия на 10-30 процентов.

Данное открытие требует пересмотра текущих представлений о тепловой истории и внутреннем устройстве Меркурия. В частности, новая оценка может оказать влияние на предполагаемую толщину реголита и содержание серы в ядре планеты. Подтвердить или опровергнуть эти результаты планируется с помощью данных миссии BepiColombo: ее лазерный высотомер BELA обеспечит детальное изучение неровностей поверхности.

Аналогичная ситуация может наблюдаться и на других небесных объектах. В частности, рельеф лунных возвышенностей в среднем еще более изрезанный, поэтому часть свидетельств сжатия естественного спутника Земли могла остаться не зафиксированной. Итоги научной работы опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.