مكونات سطح كوكب عطارد وأصل تطوره

ما المقصود بالمنحدرات على كوكب عطارد؟

كانت أهم أشكال التضاريس على عطارد لاكتساب نظرة ثاقبة على الأعمال الداخلية للكوكب غير المرئية إلى حد كبير بخلاف ذلك هي مئات المنحدرات الفصوص، تختلف هذه المنحدرات من عشرات إلى أكثر من ألف كيلومتر في الطول ومن حوالي 100 متر (330 قدم) إلى 3 كيلومترات في الارتفاع، إذا نظرنا إليها من الأعلى فلها حواف منحنية أو صدفيّة، ومن هنا جاء مصطلح الفصوص.

من الواضح أن المنحدرات قد تشكلت من التصدع أو الصدع عندما تم دفع جزء واحد من السطح وتجاوز التضاريس المجاورة، على الأرض تكون صدوع الدفع هذه محدودة النطاق وتنتج عن قوى الضغط الأفقية (الانضغاطية) في القشرة الأرضية، ومع ذلك فإن هذه الميزات على عطارد تتراوح عبر كل السطح الذي تم تصويره حتى الآن، مما يعني أن قشرة عطارد يجب أن تكون قد تقلصت عالمياً في الماضي، من الأرقام والأشكال الهندسية للورود الفصوص يبدو أن قطر الكوكب تقلص بما يصل إلى 7 كيلومترات (4 أميال).

علاوة على ذلك يجب أن يستمر الانكماش حتى وقت قريب نسبياً في التاريخ الجيولوجي لعطارد (أي منذ وقت تشكل التضاريس)؛ لأن بعض الندبات الفصوص قد غيرت أشكال بعض الفوهات الصدمية قديمة الظهور (ومن ثم حديثة الظهور)، إن تباطؤ معدل الدوران الأولي للكوكب بفعل قوى المد والجزر، قد ينتج عنه ضغط في خطوط العرض الاستوائية لعطارد.

ومع ذلك فإن الندبات الفصية الموزعة عالمياً تشير إلى تفسير آخر وهو أن التبريد اللاحق لغطاء الكوكب ربما جنباً إلى جنب، مع تجميد جزء من قلبه المنصهر كلياً تسبب في انكماش الجزء الداخلي وانكماش القشرة السطحية الباردة، في الواقع تم العثور على العديد من النتوءات الجيولوجية الصغيرة، مما يشير إلى أن الكوكب لم ينته من الانكماش.

تكوين السطح لكوكب عطارد:

• استخدمت الدراسات الفلكية أطياف الأشعة السينية الفلورية لدراسة تكوين سطح عطارد، ووجدت نسبة عالية من المغنيسيوم إلى السيليكون ونسب منخفضة من الألومنيوم والكالسيوم إلى السيليكون، مما أظهر أن القشرة لم تكن غنية بالفلسبار مثل قشرة القمر.

• إن السطح غني بالكبريت وهو أغنى بحوالي 20 مرة من أسطح الأرض والقمر والمريخ، وجدت الدراسات أيضاً وفرة سطحية منخفضة من التيتانيوم والحديد، يبدو أن عطارد قد تشكل في ظروف تقلصت بدرجة أكبر (أي تلك التي كان فيها الأكسجين نادراً) من الكواكب الأرضية الأخرى.

ما هو أصل وتطور كوكب عطارد؟

• تشكيل عطارد: اعتقد العلماء ذات مرة أن ثراء عطارد بالحديد مقارنة بالكواكب الأرضية الأخرى يمكن تفسيره بتراكمه من أجسام مكونة من مواد مشتقة من المنطقة الداخلية شديدة الحرارة من السديم الشمسي، حيث يمكن فقط للمواد ذات درجات الحرارة العالية التجمد أن تتصلب، لن تتكثف العناصر والمركبات الأكثر تطايراً بالقرب من الشمس.

ومع ذلك فإن النظريات الحديثة لتشكيل النظام الشمسي تستبعد احتمال أن تؤدي عملية التراكم المنتظمة إلى اختلافات تفصيلية تدريجية في كيمياء الكواكب مع المسافة من الشمس، بدلاً من ذلك من المحتمل أن تكون مكونات الأجسام التي تراكمت في عطارد مشتقة من جزء كبير من النظام الشمسي الداخلي، من المهم معرفة أنه قد يكون كوكب عطارد قد تشكل في أي مكان من حزام الكويكبات إلى الداخل؛ لذلك قد تكون تفاعلات الجاذبية اللاحقة بين العديد من الكواكب الأولية المتنامية قد حركت كوكب عطارد.

اقترح بعض علماء الكواكب أنه خلال العصور المبكرة لعطارد بعد أن تمايز بالفعل (انفصل كيميائياً) إلى قشرة أقل كثافة وعباءة من صخور السيليكات ونواة غنية بالحديد، أدى الاصطدام العملاق إلى تجريد الكثير من الطبقات الخارجية للكوكب تاركاً الجسد الذي يهيمن عليه جوهره، كان من الممكن أن يكون هذا الحدث مشابهاً لاصطدام جسم بحجم المريخ بالأرض يُعتقد أنه شكّل القمر.

ومع ذلك فإن مثل هذه البدايات الكوكبية العنيفة والمضطربة لم تكن بالضرورة لتضع الكوكب الأكثر كثافة بطبيعته بالقرب من الشمس، قد تكون العمليات الأخرى مسؤولة بشكل أساسي عن كثافة عطارد العالية، ربما شهدت المواد التي شكلت عطارد في النهاية فرزاً تفضيلياً للجزيئات المعدنية الثقيلة من جزيئات السيليكات الأخف؛ بسبب السحب الديناميكي الهوائي بواسطة السديم الشمسي الغازي، وربما بسبب قرب الكوكب من الشمس الحارة المبكرة تبخرت السيليكات بشكل تفضيلي وفقدت.

يتنبأ كل من هذه السيناريوهات بمختلف المواد الكيميائية السائبة لعطارد، بالإضافة إلى ذلك أدى غزو الكويكبات والنيازك والمذنبات وزرع جزيئات الرياح الشمسية إلى زيادة أو تعديل المواد السطحية والقريبة من سطح عطارد لمليارات السنين، نظراً لأن هذه المواد هي أكثر المواد التي يتم تحليلها بسهولة بواسطة التلسكوبات والمركبات الفضائية، فإن مهمة الاستقراء إلى الوراء في الوقت المناسب لفهم عطارد القديم والعمليات التي شكلت فيما بعد مهمة هائلة.

• التطوير اللاحق: يواصل علماء الكواكب حل اللغز على مر العصور من الأحداث الجيولوجية والجيوفيزيائية الكبرى التي حدثت على عطارد بعد تكوينه، من ناحية أخرى من المغري صياغة تاريخ الكوكب، بعد تاريخ القمر الذي تم تأريخه بدقة من الصخور التي أعادتها عمليات الإنزال المأهولة من قبل أبولو الأمريكية والبعثات الروبوتية السوفيتية لونا.

على سبيل القياس كان لعطارد تاريخ مشابه لكنه تاريخ تبرد فيه الكوكب وأصبح غير نشط جيولوجياً بعد فترة وجيزة من تأثير كالوريس بدلاً من التعرض للبراكين المستمرة لمئات الملايين من السنين كما فعل القمر، على افتراض أن فوهات عطارد قد نتجت عن نفس المجموعات من كتل البناء الكوكبية المتبقية (الكواكب الصغيرة) والكويكبات والمذنبات التي ضربت القمر، فإن معظم الحفر قد تكونت قبل وأثناء فترة قصف مكثفة بشكل خاص في الشمس الداخلية النظام، الذي تم توثيقه جيدًا على القمر أنه انتهى منذ حوالي 3.8 مليار سنة.

مؤشرات تؤكد أن كوكب عطارد ما زال حياً:

هناك العديد من المؤشرات على أن عطارد ما زال على قيد الحياة جيولوجياً حتى اليوم، وفيما يلي ذكر لبعض هذه المؤشرات:

• يبدو أن مجال كوكب عطارد ثنائي القطب يتطلب نواة لا تزال منصهرة جزئياً على الأقل من أجل الحفاظ على الدينامو المغنطيسي الهيدروديناميكي.

• في الواقع تم تفسير القياسات الحديثة لحقل الجاذبية لعطارد بواسطة (Messenger) على أنها تثبت أن اللب الخارجي على الأقل لا يزال منصهراً، بالإضافة إلى ذلك تظهر منحدرات عطارد دليلاً على أن الكوكب ربما لم يكمل تبريده وانكماشه.

• وضع العلماء الفلكيين عدة طرق لحل هذا التناقض الواضح بين كوكب مات جيولوجياً قبل القمر وكوكب لا يزال على قيد الحياة، إحدى الفرضيات هي أن معظم فوهات عطارد أصغر من تلك الموجودة على القمر بعد أن تكونت نتيجة اصطدامات من ما يسمى فولكانويدس (وهو الاسم الذي يُمنح لمجموعة افتراضية من بقايا أجسام بحجم كويكب تدور حول الشمس داخل مدار عطارد)، وهذا من شأنه أن فجر عطارد على مدى عمر الكوكب.

• لم يتم اكتشاف أي نوع من أنواع البراكين في عطارد، على الرغم من عدد من عمليات البحث عنها، علاوة على ذلك فإن الأجسام التي تدور حول الشمس بشكل قريب جداً ولها مثل هذه السرعات النسبية العالية يمكن أن تكون قد تحطمت في تصادمات كارثية مع بعضها البعض منذ فترة طويلة.

• الحل الأكثر احتمالا لمشكلة عطارد الحرارية هو أن الغلاف الخارجي لللب الحديدي لعطارد يظل منصهراً بسبب التلوث، على سبيل المثال بنسبة صغيرة من الكبريت، مما يقلل من درجة انصهار المعدن والبوتاسيوم المشع، مما يؤدي إلى زيادة إنتاج الحرارة.

ربما يكون الجزء الداخلي من كوكب عطارد قد برد بشكل أبطأ، مما كان محسوباً في السابق نتيجة لنقل الحرارة المقيد، ربما يكون تقلص قشرة الكوكب الذي كان واضحاً جداً في وقت تكوين التضاريس قد تسبب في ضغط الفتحات البركانية التي أدت إلى مثل هذا النشاط البركاني الغزير في وقت سابق من تاريخ عطارد.