По мнению авторов исследования, наиболее вероятным объяснением существования Великой долины Меркурия является искривление литосферы планеты — ее коры и верхней мантии — в ответ на глобальное сжатие. Литосфера Земли разбита на множество тектонических плит, но литосфера Меркурия состоит только из одной плиты.
Охлаждение внутренней части Меркурия привело к сокращению и изгибу единой пластины планеты. Там, где силы сжатия максимальны, породы земной коры выталкиваются вверх, в то время как дно формирующейся долины опускается вниз.«Есть примеры изгиба литосферы на Земле с участием как океанических, так и континентальных плит, но это может быть первым свидетельством изгиба литосферы на Меркурии», — сказал Томас Р. Уоттерс, старший научный сотрудник Центра исследований Земли и планет при Национальном университете Смитсоновского института. Музей авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия, и ведущий автор нового исследования.
Ширина долины составляет около 400 километров (250 миль), а ее дно на 3 километра (2 мили) ниже окружающей местности. Долина имеет длину более 1000 километров (600 миль) и простирается в бассейн Рембрандта, один из крупнейших и самых молодых ударных бассейнов на Меркурии.Долина ограничена двумя большими уступами разломов — ступенями на поверхности планеты, где одна сторона разлома переместилась вертикально по отношению к другой. Сжатие Меркурия привело к тому, что уступы разломов, ограничивающие Великую долину, стали настолько большими, что по сути превратились в скалы.
По словам авторов исследования, высота дна долины намного ниже рельефа, окружающего уступы горных разломов, что позволяет предположить, что дно долины было понижено тем же механизмом, который сформировал сами уступы.«В отличие от Великой рифтовой долины Земли в Восточной Африке, Великая долина Меркурия не вызвана разделением литосферных плит из-за тектоники плит; это результат глобального сжатия сокращающейся одноплитной планеты», — сказал Уоттерс. «Даже несмотря на то, что вы можете ожидать коробление литосферы на планете с одной плитой, которая сжимается, вы все еще удивляетесь, когда обнаруживаете, что она образовала большую долину, которая включает в себя самый большой уступ разлома и один из крупнейших ударных бассейнов на Меркурии».