来自太阳的潮汐力可能塑造了水星的构造特征

伯尔尼大学的一项新研究表明，来自太阳的潮汐力可能对水星丘陵和悬崖的形成做出了重大贡献，挑战了长期以来认为这些特征完全由行星冷却和收缩造成的观念。该研究结果基于水星轨道和自转模型，未来的研究将参考欧空局和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）贝皮哥伦布号任务的数据，伯尔尼大学已为该任务贡献了两台科学仪器。

水星崎岖的地形长期以来一直被认为是其固体地壳数十亿年来持续收缩的结果。然而，由于水星缺乏构造板块，其表面表现得像一个坚硬的壳。研究人员现已发现水星表面横向运动的迹象，这表明还有其他力量在起作用。

伯尔尼大学空间研究与行星科学部的莉莉安·伯克哈德博士和尼古拉斯·托马斯教授证明，水星独特的轨道结构和自转模式使其受到来自太阳周期性变化的潮汐力的影响。这些力虽然细微，但可能会影响地壳结构。“这些轨道特性产生的潮汐力可能会在水星表面留下痕迹，”伯克哈德解释说。

水星处于3:2的自旋轨道共振状态，每绕太阳公转两圈后自转三圈，并以高度椭圆的轨道运行。这种动态导致潮汐应力随时间波动。研究人员构建了水星内部模型，并调整了自转速度和轨道形状等因素，以探索这些力在过去40亿年中可能如何作用。

他们的模拟结果显示，虽然太阳的潮汐力本身不太可能引发断层，但它们确实与观测到的断层滑动方向一致，表明它对水星地壳产生了塑造性的影响。“到目前为止，潮汐应力在很大程度上被忽视了，”伯克哈德说，“但我们的研究结果表明，它们可能在地质时期内引导了构造特征的方向。”

这些见解拓宽了科学家对行星演化的理解，并可能适用于研究其他行星的地质历史。贝皮科伦坡号预计于2026年底抵达水星后，将进行进一步的改进。该任务包括由伯尔尼人领导开发的BELA激光测高仪，它将以10厘米的精度绘制水星的3D地形图。

“BELA 将使我们能够改进表面变形和构造模型，”Burkhard 说道。Thomas 补充道：“它将创建水星地形的高精度图像，为我们的研究提供关键数据。”