Merkurijus, artimiausia Saulei planeta, šiandien atmosferos neturi; iš jo garuojančios dujos sudaro tik nepastovų ploną sluoksnį, vadinamą egzosfera. Bet praeityje, tik susiformavusią, planetą greičiausiai kurį laiką gaubė atmosfera, sudaryta iš įvairių medžiagų, garuojančių iš magmos okeano.
Magmos okeanas yra tipinė besiformuojančių didelių uolinių kūnų stadija, kai krentantys asteroidai išlydo visą kūno paviršių. Tokie okeanai kadaise kurį laiką dengė ir Žemę, ir Mėnulį, ir Venerą bei Marsą, tad šiuo požiūriu Merkurijus tikrai ne išimtis.
Tačiau Merkurijaus magmos okeano evoliucija galėjo nulemti, kokie cheminiai elementai išliks planetos paviršiuje. Tai savo ruožtu apsprendė, kokios mineralinės sudėties uolienas rasime Merkurijuje. Pavyzdžiui, jei didelė dalis magmos okeano išgaravo ir pabėgo iš planetos, tai galėtų paaiškinti, kodėl Merkurijus turi santykinai labai masyvų metalinį branduolį – jis sudaro apie 70% planetos masės, tuo tarpu Žemės branduolio masė siekia tik kiek daugiau nei 30% planetos masės.
Naujame tyrime Merkurijaus magmos raidą mokslininkai ištyrė pasitelkę skaitmeninius planetos ir atmosferos evoliucijos modelius. Išnagrinėję du galimus jauno Merkurijaus dydžius – panašų į šiandieninį ir kiek didesnį – bei keturias galimas magmos okeano chemines sudėtis, tyrėjai apskaičiavo, kaip greitai planeta atvėstų ir okeanas pasidengtų pluta bei kiek masės Merkurijus per tą laiką netektų dėl įvairių garavimo procesų.
Paaiškėjo, kad efektyviausias garavimo būdas yra fotogaravimas, kai virš okeano susidariusią atmosferą ardo Saulės šviesa. Priklausomai nuo įvairių sąlygų, fotogaravimas gali pašalinti nuo kelių milijonų iki kelių milijardų kilogramų medžiagos per sekundę. Viršutinė šio intervalo riba išgarintų visą Merkurijaus mantiją per kelis milijonus metų. Visgi planeta atvėsta daug greičiau: vos per 10 tūkstančių metų.
Taigi magmos okeano stadijoje Merkurijus netenka ne daugiau nei 0,3% pradinės masės. Toks masės pokytis negali paaiškinti, kur dingo pradinė mantijos medžiaga. Taip pat šie rezultatai rodo, kad Merkurijus tikrai galėjo išlaikyti pradinį lakių medžiagų, tokių kaip vanduo ar natris, kiekį, tad nenuostabu, kad jų šiandien randama paviršiniuose mineraluose.
Tyrimo rezultatai publikuojami „The Planetary Science Journal“.
