美国宇航局水星表面，空间环境，地球化学和水星轨道上的信使号航天器的艺术家印象。来源:NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所

研究人员利用美国宇航局信使号任务的数据绘制了水星上铬的丰度图，在这颗行星的大星云中发现了大量的铬tallic核心。本研究结合观察通过对水星独特的缺氧形成条件的实验室模拟得出的nal数据，为了解这颗行星的元素组成和地质历史提供了新的见解。

水星是离太阳最近的行星，它的起源在很多方面都很神秘。和地球一样，它也有一个金属内核，但它的内核占体积的比例要大得多——85%，而地球只有15%。

美国国家航空航天局的发现号信使号(水星表面、空间环境、地球化学和测距)任务是第一个绕水星运行的航天器，它捕捉到的测量结果显示，水星的化学成分与地球也有很大的不同。水星的氧含量相对较少，这表明它是由早期太阳系的不同组成部分形成的。然而，事实证明，从现有数据中精确确定水星的氧化状态是很困难的。

在亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的科学家拉里·尼特勒领导的一项新研究中，信使号任务期间获得的数据被用来测量和绘制水星表面微量元素铬的丰度。

颜色编码的铬丰度图覆盖在信使号水星图像上。图片来源:Larry Nittler/亚利桑那州立大学

众所周知，铬在金属制品上具有极高的光泽和抗腐蚀性，它赋予红宝石和祖母绿以颜色。但它也可以以多种化学状态存在，所以它的丰度可以提供有关它形成岩石的化学条件的信息。

Nittler和他的合作者发现，铬的含量在水星上的差异大约是4倍。他们计算出理论模型，计算出当水星在不同条件下分裂成地壳、地幔和地核时，其表面预计会存在多少铬。通过将这些模型与测量的铬丰度进行比较，研究人员发现，水星的大型金属核心中一定含有铬，他们能够对地球的整体氧化状态设定新的限制。

这项研究发表在7月份的《地球物理研究行星杂志》上。

尼特勒说:“这是第一次在任何行星表面直接探测到铬并绘制出它的地图。”“根据可用氧气的数量，它可能存在于氧化物、硫化物或金属矿物中，通过将数据与最先进的建模相结合，我们可以收集到关于水星起源和地质历史的独特见解。”

西华盛顿大学的Asmaa Boujibar进行了论文中描述的建模，他补充说:“我们的模型是基于实验室实验的，证实了汞中的大部分铬集中在其核心。由于水星独特的组成和形成条件，我们无法直接将其表面组成与从地球岩石中获得的数据进行比较。因此，有必要进行实验，模拟这颗行星形成时的特定缺氧环境，与地球或火星不同。”

在这项研究中，Nittler、Boujibar和他们的合著者收集了实验室实验的数据，并分析了铬在系统中不同氧丰度下的行为。他们随后开发了一个模型来研究铬在水星不同层中的分布。

研究结果表明，与铁类似，铬的很大一部分确实被隔离在地核中。研究人员还观察到，随着地球变得越来越缺氧，更多的铬被隐藏在其内部。这些知识大大提高了我们对水星元素组成和地质过程的理解。

参考文献:《汞上的铬:信使号x射线光谱仪的新结果及其对最内侧行星地球化学演化的影响》，作者:Larry R. Nittler、Asmaa Boujibar、Ellen Crapster-Pregont、Elizabeth A. Frank、Timothy J. McCoy、Francis M. McCubbin、Richard D. Starr、Audrey Vorburger和Shoshana Z. Weider, 2023年6月20日，《地球物理研究行星杂志》。je007691 DOI: 10.1029/2022