Ci sono due tipi di attività vulcanica: effusiva ed esplosiva. Quest'ultima è in genere caratterizzata da eventi violenti con grandi eruzioni di ceneri e detriti; il vulcanismo effusivo, invece, si riferisce alle lente colate laviche che si riversano sul paesaggio, un meccanismo chiave nella formazione delle croste dei pianeti. La datazione di questi eventi può essere perciò particolarmente utile per ricostruire la storia geologica di un corpo celeste. Ad esempio, il vulcanismo effusivo fu attivo fino a poche centinaia di milioni di anni fa su Venere, fino ad un paio di milioni di anni fa su Marte e c'è ancora oggi sulla Terra. Ma per Mercurio questa storia non era ancora nota.
Paul Byrne, professore e geologo planetario, con il suo team, ha cercato di determinare quando si è conclusa la formazione della crosta di Mercurio, utilizzando le immagini riprese dalla sonda della NASA MESSENGER. Poiché non ci sono campioni fisici del pianeta che potrebbero essere utilizzati per la datazione radiometrica, i ricercatori hanno utilizzato l'osservazione dei crateri, in cui il numero e la dimensione dei bacini da impatto sulla superficie del pianeta vengono dati in pasto a modelli matematici stabiliti.
Secondo i risultati, la maggior parte del vulcanesimo effusivo su Mercurio si sarebbe fermato circa 3,5 miliardi di anni fa, in netto contrasto con gli altri pianeti rocciosi del Sistema Solare.
"C'è una differenza geologica enorme tra Mercurio e la Terra, Marte o Venere", ha detto Byrne. "Mercurio ha un mantello molto più piccolo, dove il decadimento radioattivo produce calore, rispetto agli altri pianeti, così ha perso il suo calore molto prima. Come risultato, Mercurio iniziò a contrarsi e la sua crosta si sigillò chiudendo eventuali condotti attraverso i quali il magma avrebbe potuto raggiungere la superficie".
Widespread effusive volcanism on Mercury likely ended by about 3.5 Ga [abstract]
Crater size–frequency analyses have shown that the largest volcanic plains deposits on Mercury were emplaced around 3.7 Ga, as determined with recent model production function chronologies for impact crater formation on that planet. To test the hypothesis that all major smooth plains on Mercury were emplaced by about that time, we determined crater size–frequency distributions for the nine next-largest deposits, which we interpret also as volcanic. Our crater density measurements are consistent with those of the largest areas of smooth plains on the planet. Model ages based on recent crater production rate estimates for Mercury imply that the main phase of plains volcanism on Mercury had ended by ~3.5 Ga, with only small-scale volcanism enduring beyond that time. Cessation of widespread effusive volcanism is attributable to interior cooling and contraction of the innermost planet.
