晚期吸积对水星成分与密度的改造

晚期吸积是一种强烈调制水星表面地貌与地球化学特征的过程。然而，撞击体的归宿及其在轰击时期对水星表面的影响尚不清楚。利用陨石坑撞击的蒙特卡洛与解析方法，我们研究了晚期吸积对水星的物理与热力学后果。考虑到晚期吸积中的不确定性，我们针对以下参数作为撞击速度与晚期吸积总质量的函数建立了标度律：(1) 地壳侵蚀深度，(2) 表面重塑程度，(3) 由撞击体物质吸积的质量。现有动力学模型表明，水星在 $4.5$ Ga 之后经历了强烈的撞击轰击（总质量约 $\sim 8 \times 10^{18} - 8 \times 10^{20}$ kg，典型撞击速度为 $30-40$ km s$^{-1}$）。据此，我们发现晚期吸积可移除水星早期地壳 50 m 至 10 km，但其核幔比的变化可忽略不计。反之，若水星最终由早期太阳系中假想的分化星子吸积而成，则这些星子的地幔更易被移除，其各自的核心比例会增加。尽管撞击显著抹除了水星 older 的地质表面记录，我们表明撞击体约 $\sim 40-50$ wt% 的外源物质（包括含挥发分物质）可作为晚期薄层异质植入水星表面（总量 $>3\times 10^{18}-1.6 \times 10^{19}$ kg）。约一半吸积的撞击体物质被汽化，其余在撞击时完全熔融。我们期望该理论结果与包括 BepiColombo 任务在内的水星 forthcoming 表面观测之间的进一步相互作用，将使我们更好地理解水星的起源与演化。