Manusia telah mengembangkan kemampuan untuk mendeteksi planet berbatu di zona layak huni bintang jauh. Waktunya akan tiba ketika kita harus membuat beberapa keputusan yang sangat mahal tentang planet mana yang layak dikunjungi untuk menjajah atau mencari kehidupan.
Bagaimana kita membuat keputusan itu? Penelitian baru tentang geologi planet Merkurius dapat membantu. Kami akhirnya memiliki sesuatu yang lain untuk dibandingkan dengan geologi aktif Bumi — dan mungkin, sistem yang dapat mengajarkan kita lebih banyak tentang kondisi yang diperlukan untuk kehidupan.
Merkurius saat ini aktif secara tektonik. Selain Bumi, itu adalah satu-satunya planet berbatu di tata surya ini yang masih perlahan-lahan menyodorkan bagian keraknya dan mengubah permukaan seiring waktu. Ini berarti bahwa kita akhirnya memiliki sesuatu yang lain untuk membandingkan geologi aktif Bumi.
"Bersama dengan sejarah tektonik, itu melukiskan gambaran yang sama sekali baru tentang bagaimana seharusnya sejarah Merkurius, " kata Thomas Watters, ilmuwan senior dari Pusat Penelitian Bumi dan Planet Smithsonian di National Air and Space Museum dan National Leader Space Museum dan penulis utama dari makalah baru tentang geologi Merkurius. "Ini menempatkan Merkurius sangat dekat dengan Bumi dalam hal pendinginan yang sangat lambat yang memungkinkan bagian luar tetap dingin dan bagian dalam panas."
Merkurius adalah planet kecil yang sulit untuk dipelajari. Lebih besar dari bulan kita tetapi jauh lebih kecil dari Bumi, ia mengorbit dengan kuat di sekitar matahari. Temperatur berkisar dari 800 derajat hingga -280 derajat Fahrenheit, tetapi itu adalah planet berbatu yang terbuat dari benda yang mirip dengan Bumi. Merkuri sangat jauh dan jaraknya yang dekat dengan matahari berarti ada banyak gravitasi yang harus dilawan. Dibutuhkan lebih banyak bahan bakar untuk mengunjungi Merkurius daripada meninggalkan tata surya. NASA mengunjungi untuk pertama kalinya ketika pesawat ruang angkasa Mariner 10 terbang melewatinya pada tahun 1974.
Pesawat ruang angkasa NASA, MESSENGER mengirim kembali gambar beresolusi tinggi dari permukaan Merkurius yang mengkonfirmasi tidak hanya bukti aktivitas tektonik (panah menunjukkan kesalahan dan bentuklahan permukaan lainnya), tetapi bahwa planet ini masih aktif secara geologis. (Laboratorium Fisika Terapan NASA / Johns Hopkins) "Mariner 10 dicitrakan kurang dari belahan bumi penuh, tetapi sebagian besar permukaan Mercury dalam resolusi rendah, " kata Watters. "Kerekan sorong dorong besar yang menunjukkan bahwa kerak telah menyatu bersama dan dikontrak terlihat jelas dalam gambar-gambar itu."
Misi Mariner 10 menunjukkan kepada kita bahwa Merkurius telah aktif miliaran tahun yang lalu. Para ilmuwan dapat melihat tebing curam seperti tebing panjang, atau "keriting, " dan melihat di mana permukaan planet telah didorong ke atas. Kepadatan kawah dari dampak meteor memungkinkan mereka untuk bekerja mundur dan mengetahui secara kasar berapa lama kerak itu terbentuk. Misi tersebut juga menemukan bahwa Merkurius setidaknya memiliki sisa-sisa medan magnet yang lemah.
Tapi apakah semua itu ada di masa lalu yang jauh? Sebuah misi yang lebih baru untuk mengorbit Merkurius menggunakan pesawat ruang angkasa MESSENGER diluncurkan pada tahun 2004 dan mengumpulkan data hingga jatuh pada tahun 2015. Itu adalah data dari akhir orbit yang membusuk, karena pesawat ruang angkasa sedang dalam perjalanan untuk menambahkan kawah baru ke permukaan dari planet ini, yang memungkinkan Watters dan rekan-rekannya untuk memahami apa yang masih terjadi di Merkurius.
Awalnya, MESSENGER seharusnya memetakan permukaan dari orbit yang sangat tinggi sampai kehabisan bahan bakar dan akan jatuh. Tetapi NASA mengubah rencana di sepanjang jalan. Kehidupan misi sudah dibatasi oleh pengaruh gravitasi matahari yang dekat, sehingga mereka mengambil risiko kecil.
Karena kekuatan pasang surut matahari, kata Watters, "tidak mungkin Anda bisa menyimpan pesawat ruang angkasa di orbit sekitar Merkurius untuk waktu yang lama."
NASA memutuskan untuk mengirim MESSENGER ke dalam orbit rendah yang memungkinkan mereka untuk mendapatkan bagian permukaan yang dekat sebelum akhir. Itu berhasil.
"Ketika kami menurunkan ketinggian, kami mendapatkan [resolusi kamera permukaan] menjadi satu hingga dua meter per piksel di beberapa tempat, " kata Watters. “Itu seperti misi baru. Itu berarti bahwa pesawat ruang angkasa itu hancur, tetapi itu akan tetap terjadi ... Penemuan berita besar dalam gambar akhir kampanye dataran rendah MESSENGER ini adalah bahwa kami menemukan versi yang sangat kecil dari selendang besar yang kami kenal berada di Merkurius sejak Mariner 10. "
Kerai kecil jelas baru terbentuk (dengan dampak minimal dari meteor) dan mereka menunjukkan bahwa permukaan Merkurius terus berubah relatif baru-baru ini, dalam skala jutaan tahun daripada miliaran. Data membuktikan bahwa formasi Merkurius dan geologi yang sedang berlangsung sangat mirip dengan Bumi. Ini memiliki sistem lempeng tektonik yang sedang berlangsung, tetapi dengan perbedaan utama dibandingkan kita.
"Cangkang Bumi rusak di antara sekitar selusin lempeng yang menyebabkan sebagian besar aktivitas tektonik di Bumi, " kata Watters. "Di Merkurius, kami tidak memiliki bukti untuk serangkaian pelat. Merkurius tampaknya menjadi planet satu lempeng. Cangkang itu berkontraksi secara seragam. Kami tidak benar-benar mengerti mengapa Bumi mengembangkan mosaik piring ini. Tapi itulah yang membuat Bumi tidak berkontraksi. ”
Merkurius masih memiliki inti cair, seperti halnya Bumi. Saat inti Merkurius perlahan mendingin, kepadatan inti itu meningkat dan menjadi sedikit lebih kecil. Ketika menyusut, kerak luar yang lebih dingin dan berbatu sedikit runtuh, menciptakan kerutan dan menyebabkan planet sedikit berkontraksi. Kontraksi mungkin telah dihapus satu hingga dua kilometer dari diameter Merkurius dalam 3, 9 miliar tahun terakhir.
Mars, yang paling dekat dengan planet layak huni lainnya di tata surya kita, juga merupakan planet berbatu yang terbuat dari bahan yang mirip dengan Merkurius, Venus, dan Bumi. Tetapi tampaknya memiliki inti yang hanya sebagian cair. Ia tidak memiliki sistem lempeng tektonik aktif. Dahulu kala, Mars memiliki medan magnet dan atmosfer. Ketika bidang itu hilang, atmosfir terbuang ke angkasa.
Mungkinkah ada hubungan antara inti leleh, lempeng tektonik, dan medan magnet yang memungkinkan atmosfer padat ada?
“Apa yang kami temukan sekarang dari Merkurius adalah bahwa tidak ada planet lain yang kita ketahui yang aktif secara tektonik, ” kata Watters. "Mencoba memahami bagaimana planet berbatu berkembang di tata surya ini. . . . apa spektrum evolusi pada tubuh berbatu? Apakah lempeng tektonik merupakan elemen penting untuk mengembangkan kehidupan di planet berbatu? Ada beberapa hal yang sangat penting untuk dipelajari. ”
