พื้นผิวของดาวพุธในระยะสั้นคล้ายกับดวงจันทร์ ที่ราบกว้างใหญ่และหลุมอุกกาบาตจำนวนมากบ่งชี้ว่ากิจกรรมทางธรณีวิทยาบนโลกใบนี้หยุดไปเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
ลวดลายพื้นผิว
พื้นผิวของดาวพุธ (ภาพจะตามมาในบทความ) ถ่ายโดยยานสำรวจ "มาริเนอร์-10" และ "ผู้ส่งสาร" ภายนอกดูเหมือนดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ดวงนี้มีหลุมอุกกาบาตขนาดต่างๆ ภาพที่เล็กที่สุดในภาพถ่ายที่มีรายละเอียดมากที่สุดของ Mariner มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยเมตร ช่องว่างระหว่างหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ค่อนข้างแบนและประกอบด้วยที่ราบ คล้ายกับพื้นผิวของดวงจันทร์ แต่ใช้พื้นที่มากกว่ามาก บริเวณที่คล้ายคลึงกันล้อมรอบโครงสร้างการกระแทกที่โดดเด่นที่สุดของดาวพุธ ซึ่งเกิดจากการชนกัน นั่นคือ Zhara Plain Basin (Caloris Planitia) เมื่อพบกับ Mariner 10 มีเพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่ส่องสว่าง และ Messenger ได้เปิดอย่างสมบูรณ์ในช่วงการบินครั้งแรกของโลกในเดือนมกราคม 2008
หลุมอุกกาบาต
ธรณีสัณฐานที่พบมากที่สุดในโลกคือหลุมอุกกาบาต พวกมันครอบคลุมพื้นผิวจำนวนมากปรอท. เมื่อมองแวบแรก ดาวเคราะห์ (ภาพด้านล่าง) ดูเหมือนดวงจันทร์ แต่เมื่อตรวจสอบอย่างละเอียดแล้ว ก็เผยให้เห็นความแตกต่างที่น่าสนใจ
ความโน้มถ่วงของดาวพุธมากกว่าสองเท่าของดวงจันทร์ ส่วนหนึ่งเนื่องมาจากแกนเหล็กและกำมะถันขนาดใหญ่ที่มีความหนาแน่นสูง แรงโน้มถ่วงที่แรงจะทำให้วัสดุที่พุ่งออกมาจากปล่องภูเขาไฟใกล้กับจุดกระทบ เมื่อเทียบกับดวงจันทร์ มันตกลงมาเพียง 65% ของระยะทางดวงจันทร์ นี่อาจเป็นหนึ่งในปัจจัยที่มีส่วนทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตทุติยภูมิบนดาวเคราะห์ดวงนี้ ซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของวัสดุที่ปล่อยออกมา ตรงกันข้ามกับปัจจัยปฐมภูมิที่เกิดจากการชนกับดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางโดยตรง แรงโน้มถ่วงที่สูงขึ้นหมายความว่ารูปร่างและโครงสร้างที่ซับซ้อนซึ่งมีลักษณะเฉพาะของหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ - ยอดเขาตรงกลาง, ลาดชัน และฐานแบน - สังเกตพบบนดาวพุธที่หลุมอุกกาบาตขนาดเล็ก (เส้นผ่านศูนย์กลางต่ำสุดประมาณ 10 กม.) กว่าบนดวงจันทร์ (ประมาณ 19 กม.) โครงสร้างที่เล็กกว่าขนาดเหล่านี้มีโครงร่างแบบถ้วยที่เรียบง่าย หลุมอุกกาบาตของดาวพุธมีความแตกต่างจากหลุมอุกกาบาตบนดาวอังคาร แม้ว่าดาวเคราะห์ทั้งสองจะมีแรงโน้มถ่วงเท่ากันก็ตาม หลุมอุกกาบาตในหลุมแรกมักจะลึกกว่าหลุมอุกกาบาตที่สอง อาจเป็นเพราะปริมาณสารระเหยต่ำของเปลือกดาวพุธหรือความเร็วการกระแทกที่สูงขึ้น (เพราะความเร็วของวัตถุในวงโคจรของดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์)
หลุมอุกกาบาตที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 100 กม. เริ่มเข้าใกล้ลักษณะรูปไข่ของดังกล่าวการก่อตัวขนาดใหญ่ โครงสร้างเหล่านี้ - แอ่งโพลีไซคลิก - มีขนาด 300 กม. ขึ้นไปและเป็นผลมาจากการชนที่ทรงพลังที่สุด พบพวกมันหลายสิบตัวในส่วนที่ถ่ายภาพของโลก ภาพเมสเซนเจอร์และการวัดระยะสูงด้วยเลเซอร์มีส่วนอย่างมากในการทำความเข้าใจรอยแผลเป็นที่เหลือจากการทิ้งระเบิดของดาวเคราะห์น้อยในยุคแรกๆ ของดาวพุธ
ที่ราบซาฮาร่า
โครงสร้างกระแทกนี้ขยายออกไป 1550 กม. เมื่อมันถูกค้นพบครั้งแรกโดย Mariner 10 เชื่อกันว่าขนาดของมันเล็กกว่ามาก ภายในของวัตถุเป็นที่ราบเรียบปกคลุมด้วยวงกลมศูนย์กลางพับและหัก เทือกเขาที่ใหญ่ที่สุดมีความยาวหลายร้อยกิโลเมตร กว้างประมาณ 3 กม. และสูงน้อยกว่า 300 เมตร มากกว่า 200 รอยแยก เทียบขนาดกับขอบ เล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลางของที่ราบ; หลายคนเป็นโรคซึมเศร้าที่มีร่องลึก (grabens) ที่ที่กราเบนตัดกับสันเขา พวกมันมักจะทะลุผ่าน บ่งบอกถึงการก่อตัวในภายหลัง
ประเภทพื้นผิว
ที่ราบ Zhara ล้อมรอบด้วยภูมิประเทศสองประเภท - ขอบและความโล่งใจที่เกิดจากหินที่ถูกทิ้ง ขอบเป็นวงแหวนของภูเขาลูกรังที่มีความสูง 3 กม. ซึ่งเป็นภูเขาที่สูงที่สุดในโลก โดยมีความลาดชันค่อนข้างสูงเข้าหาศูนย์กลาง วงแหวนที่เล็กกว่ามากที่สองอยู่ห่างจากวงแหวนแรก 100-150 กม. ด้านหลังลาดด้านนอกมีโซนเชิงเส้นสันเขาและหุบเขาในแนวรัศมี บางส่วนเป็นที่ราบซึ่งบางส่วนมีเนินเขาและเนินเขาสูงหลายร้อยเมตรกระจายอยู่ประปราย ต้นกำเนิดของการก่อตัวที่ประกอบเป็นวงแหวนกว้างรอบลุ่มน้ำ Zhara นั้นเป็นที่ถกเถียงกัน ที่ราบบางแห่งบนดวงจันทร์ส่วนใหญ่เกิดจากการมีปฏิสัมพันธ์ของดีดออกกับภูมิประเทศพื้นผิวที่มีอยู่แล้ว และสิ่งนี้ก็อาจเป็นจริงสำหรับดาวพุธเช่นกัน แต่ผลลัพธ์ของ Messenger ชี้ให้เห็นว่ากิจกรรมของภูเขาไฟมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของพวกมัน ไม่เพียงมีหลุมอุกกาบาตเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแอ่ง Zhara ซึ่งบ่งบอกถึงการก่อตัวของที่ราบเป็นเวลานาน แต่ยังมีลักษณะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับภูเขาไฟได้ชัดเจนกว่าที่เห็นในภาพ Mariner 10 หลักฐานสำคัญของภูเขาไฟมาจากภาพเมสเซนเจอร์ที่แสดงปล่องภูเขาไฟหลายแห่งบริเวณขอบด้านนอกของที่ราบ Zhara
Radithlady Crater
แคลอรีเป็นหนึ่งในที่ราบโพลีไซคลิกขนาดใหญ่ที่อายุน้อยที่สุด อย่างน้อยก็ในส่วนที่สำรวจของดาวพุธ มันอาจจะก่อตัวในเวลาเดียวกับโครงสร้างยักษ์สุดท้ายบนดวงจันทร์ เมื่อประมาณ 3.9 พันล้านปีก่อน ภาพของเมสเซนเจอร์เผยให้เห็นหลุมอุกกาบาตที่เล็กกว่ามากอีกแห่งหนึ่งซึ่งมีวงแหวนด้านในที่มองเห็นได้ ซึ่งอาจเกิดขึ้นในภายหลัง เรียกว่า Raditlady Basin
ขั้วตรงข้ามแปลกๆ
ตั้งอยู่อีกด้านหนึ่งของโลก ตรงข้ามกับที่ราบ Zhara 180°ผืนดินที่บิดเบี้ยวอย่างผิดปกติ นักวิทยาศาสตร์ตีความข้อเท็จจริงนี้โดยพูดถึงการก่อตัวพร้อมกันโดยเน้นคลื่นไหวสะเทือนจากเหตุการณ์ที่กระทบพื้นผิวด้านตรงข้ามขั้วของดาวพุธ ภูมิประเทศที่เป็นเนินเขาและเรียงรายเป็นแนวราบเป็นพื้นที่สูงอันกว้างใหญ่ ซึ่งมีรูปหลายเหลี่ยมที่เป็นเนินเขากว้าง 5-10 กม. และสูงถึง 1.5 กม. หลุมอุกกาบาตที่เคยมีมาก่อนกลายเป็นเนินเขาและรอยแตกโดยกระบวนการแผ่นดินไหวอันเป็นผลมาจากการบรรเทาทุกข์นี้ บางคนมีก้นแบนๆ แต่แล้วรูปร่างก็เปลี่ยนไป ซึ่งบ่งบอกว่าพวกมันจะเติมในภายหลัง
ที่ราบ
ที่ราบเป็นพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบหรือเป็นลูกคลื่นเบา ๆ ของดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ซึ่งพบได้ทุกที่บนดาวเคราะห์เหล่านี้ เป็น "ผืนผ้าใบ" ที่ภูมิทัศน์พัฒนาขึ้น ที่ราบเป็นหลักฐานของกระบวนการทำลายภูมิประเทศที่ขรุขระและสร้างพื้นที่ราบ
"การขัดเงา" อย่างน้อยสามวิธีที่อาจจะทำให้พื้นผิวปรอทราบเรียบ
วิธีหนึ่ง - การเพิ่มอุณหภูมิ - ช่วยลดความแข็งแรงของเปลือกไม้และความสามารถในการรับน้ำหนักที่สูง กว่าล้านปีที่ภูเขาจะ "จม" ก้นปล่องจะสูงขึ้น และพื้นผิวของดาวพุธจะราบเรียบ
วิธีที่สองเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของหินไปยังพื้นที่ด้านล่างของภูมิประเทศภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง เมื่อเวลาผ่านไป หินจะสะสมในที่ราบลุ่มและเติมเต็มระดับที่สูงขึ้นเมื่อปริมาณเพิ่มขึ้น นี่คือลักษณะที่ลาวาไหลจากลำไส้ของดาวเคราะห์
วิธีที่สามคือการกระแทกเศษหินบนพื้นผิวดาวพุธจากด้านบน ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การจัดแนวของภูมิประเทศที่ขรุขระ การปล่อยปล่องภูเขาไฟและเถ้าภูเขาไฟเป็นตัวอย่างของกลไกนี้
ภูเขาไฟระเบิด
หลักฐานบางอย่างที่สนับสนุนสมมติฐานของอิทธิพลของการระเบิดของภูเขาไฟที่มีต่อการก่อตัวของที่ราบหลายแห่งรอบลุ่มน้ำ Zhara ได้ถูกนำเสนอไปแล้ว ที่ราบค่อนข้างเล็กอื่น ๆ บนดาวพุธ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่มีแสงน้อยในระหว่างการบินผ่านครั้งแรกของ Messenger แสดงให้เห็นลักษณะเฉพาะของภูเขาไฟ ตัวอย่างเช่น หลุมอุกกาบาตเก่าหลายแห่งเต็มไปด้วยลาวาจนเต็ม ซึ่งคล้ายกับการก่อตัวของเดียวกันบนดวงจันทร์และดาวอังคาร อย่างไรก็ตามที่ราบที่แพร่หลายบนดาวพุธนั้นยากต่อการประเมิน เนื่องจากพวกมันมีอายุมากขึ้น จึงเป็นที่ชัดเจนว่าภูเขาไฟและชั้นหินภูเขาไฟอื่นๆ อาจกัดเซาะหรือพังทลายลง ทำให้อธิบายได้ยาก การทำความเข้าใจที่ราบเก่าแก่เหล่านี้มีความสำคัญ เนื่องจากมีแนวโน้มว่าหลุมอุกกาบาตขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10–30 กม. จะหายไปมากกว่าดวงจันทร์
ทางลาดชัน
หินขรุขระหลายร้อยแผ่นเป็นธรณีสัณฐานที่สำคัญที่สุดของดาวพุธ ซึ่งช่วยให้เราเข้าใจถึงโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ ความยาวของหินเหล่านี้แตกต่างกันไปตั้งแต่หลายหมื่นถึงหลายพันกิโลเมตร และความสูงแตกต่างกันไปตั้งแต่ 100 ม. ถึง 3 กม. ถ้าเมื่อมองจากด้านบน ขอบจะมีลักษณะโค้งมนหรือหยัก เป็นที่แน่ชัดว่าเป็นผลจากการเกิดรอยร้าวเมื่อส่วนหนึ่งของดินผุดขึ้นและนอนทับบริเวณรอบๆ บนโลก โครงสร้างดังกล่าวมีปริมาตรจำกัดและเกิดขึ้นภายใต้การบีบอัดในแนวนอนในเปลือกโลก แต่พื้นผิวที่สำรวจทั้งหมดของดาวพุธนั้นเต็มไปด้วยรอยแผลเป็น ซึ่งหมายความว่าเปลือกโลกของดาวเคราะห์ได้ลดลงในอดีต จากจำนวนและรูปทรงของรอยแผลเป็น พบว่าดาวเคราะห์มีเส้นผ่านศูนย์กลางลดลง 3 กม.
นอกจากนี้ การหดตัวต้องดำเนินต่อไปจนกระทั่งค่อนข้างไม่นานในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยา เนื่องจากรอยแผลเป็นบางส่วนได้เปลี่ยนแปลงรูปร่างของหลุมอุกกาบาตที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดี (และค่อนข้างเล็ก) การชะลอตัวของความเร็วสูงในขั้นต้นของการหมุนของโลกโดยแรงน้ำขึ้นน้ำลงทำให้เกิดการกดทับในละติจูดเส้นศูนย์สูตรของดาวพุธ อย่างไรก็ตาม รอยแผลเป็นที่กระจายไปทั่วโลก เสนอคำอธิบายที่ต่างออกไป: การระบายความร้อนของเสื้อคลุมช่วงปลาย ซึ่งอาจรวมกับการแข็งตัวของส่วนหนึ่งของแกนหลอมเหลวที่ครั้งหนึ่งเคยหลอมเหลว นำไปสู่การกดทับของแกนและการเปลี่ยนรูปของเปลือกโลกเย็น การหดตัวของขนาดของดาวพุธเมื่อเสื้อคลุมเย็นลงน่าจะส่งผลให้มีโครงสร้างตามยาวมากกว่าที่มองเห็นได้ บ่งบอกว่ากระบวนการหดตัวไม่สมบูรณ์
พื้นผิวของปรอท: ทำจากอะไร
นักวิทยาศาสตร์พยายามหาองค์ประกอบของดาวเคราะห์โดยศึกษาแสงแดดที่สะท้อนจากส่วนต่างๆ ของโลก ความแตกต่างอย่างหนึ่งระหว่างดาวพุธกับดวงจันทร์ นอกจากจะมืดกว่าเล็กน้อยแล้ว ก็คือสเปกตรัมความสว่างของพื้นผิวนั้นน้อยลง ตัวอย่างเช่น ทะเลของดาวเทียมโลก - พื้นที่เรียบ ๆ ที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเป็นจุดมืดขนาดใหญ่ - มืดกว่าที่ราบสูงที่มีหลุมอุกกาบาตและที่ราบของดาวพุธมืดลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ความแตกต่างของสีบนโลกใบนี้มีความเด่นชัดน้อยกว่า แม้ว่าภาพ Messenger ที่ถ่ายด้วยชุดฟิลเตอร์สีจะแสดงพื้นที่เล็กๆ ที่มีสีสันมากซึ่งเกี่ยวข้องกับปล่องภูเขาไฟ คุณลักษณะเหล่านี้ บวกกับสเปกตรัมสะท้อนแสงอาทิตย์ใกล้อินฟราเรดที่มองเห็นได้และไม่เด่นชัดนัก ซึ่งบ่งชี้ว่าพื้นผิวของดาวพุธประกอบด้วยแร่ธาตุซิลิเกตสีเข้มที่มีธาตุเหล็กและไททาเนียมซึ่งมีสีเข้มกว่าทะเลบนดวงจันทร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หินของดาวเคราะห์อาจมีธาตุเหล็กออกไซด์ (FeO2O) ต่ำ ซึ่งนำไปสู่การสันนิษฐานว่าก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะที่ลดลง (เช่น การขาดออกซิเจน) มากกว่าหินอื่นๆ
ปัญหาในการค้นคว้าทางไกล
เป็นเรื่องยากมากที่จะระบุองค์ประกอบของดาวเคราะห์โดยการสำรวจระยะไกลของแสงแดดและสเปกตรัมของรังสีความร้อนที่สะท้อนพื้นผิวของดาวพุธ โลกร้อนขึ้นอย่างรุนแรง ซึ่งเปลี่ยนคุณสมบัติทางแสงของอนุภาคแร่และทำให้การตีความโดยตรงซับซ้อน อย่างไรก็ตาม Messenger ได้ติดตั้งเครื่องมือหลายอย่างที่ไม่ได้อยู่บนเรือ Mariner 10 ซึ่งวัดองค์ประกอบทางเคมีและแร่ธาตุโดยตรง เครื่องมือเหล่านี้ต้องใช้การสังเกตเป็นเวลานานในขณะที่เรืออยู่ใกล้ดาวพุธ ดังนั้นผลลัพธ์ที่เป็นรูปธรรมหลังจากสาม. แรกไม่มีเที่ยวบินระยะสั้น เฉพาะในระหว่างภารกิจโคจรของ Messenger เท่านั้นที่มีข้อมูลใหม่เพียงพอเกี่ยวกับองค์ประกอบของพื้นผิวโลกปรากฏขึ้น