水星是太阳系里最小的行星，也是离太阳最近的一颗。从来没有探测器在它表面着陆过，没有一块岩石样本被带回地球。要搞清楚水星地壳是什么成分，研究者只能隔着几千万千米远远地看。

最近，德国马克斯·普朗克太阳系研究所和明斯特大学、哥廷根大学的团队，用一种颇为巧妙的办法，重新测定了水星表面二氧化硅的含量。结果出乎意料：二氧化硅是沙子的主要成分，地球的火山岩里最高能占到75%，而水星表面的二氧化硅质量占比大约只有37%，比此前的估计低了多达25%。

这个数字说明了什么？

说明水星当年的火山活动比我们以为的还要猛烈。

这背后的逻辑是这样的：一颗年轻行星的地幔处于熔融状态时，二氧化硅会随着时间推移在熔体里越攒越多。因为先结晶出来的岩石带走的二氧化硅比较少，剩下的岩浆就变得越来越富含二氧化硅。所以，如果最终凝固下来的地壳里二氧化硅含量低，反过来就意味着当初地幔的温度极高，岩浆从很深的地方涌上来，在二氧化硅还没来得及富集的阶段就铺满了地表。

研究的第一作者、马克斯·普朗克太阳系研究所的伦格利（Christian Renggli）说，他们的发现表明水星上的火山岩来自比此前假设更深处的地幔熔融。

但问题是，水星那么远，又没有样本，这个数字到底怎么量出来的？

团队用了一个三步走的策略。第一步在实验室里完成：他们制作了一批只有半毫米大的玻璃珠，每颗珠子的二氧化硅比例都精确已知，然后测量这些珠子发出的红外辐射特征。明斯特大学的韦伯（Iris Weber）打了个比方：这些玻璃珠就像天平上的标准砝码，重量已知，才能读准秤上的数字。

第二步，拿月球来验证。NASA的月球勘测轨道飞行器（Lunar Reconnaissance Orbiter）自2009年起一直在环月球轨道上运行，积累了大量月球表面的红外数据。团队用第一步建立的标定关系，画出了月球表面二氧化硅含量的第一张全球地图。而阿波罗计划、苏联月球号探测器和中国嫦娥任务带回来的月壤样本，提供了直接对照，证明这套方法靠谱。

第三步才轮到水星。研究者用美国亚利桑那州斯图尔德天文台博克望远镜（Bok Telescope）采集的水星红外数据，套用同一套标定关系，算出了那个37%的数字。这项研究发表在《行星研究》（Planetary Research）期刊上。

水星的地质史和地球截然不同。地球的地壳至今仍在运动，板块构造和火山活动不断翻搅着地表。而水星大约在形成后10亿年，火山活动就停了下来，整颗行星像一碗放凉凝固的布丁，表面结了一层完整的岩石壳，此后几十亿年再没怎么变过。它的地壳忠实地保存着早期火山活动的记录，就像一份凝固在石头里的档案。

现在这份档案显示，水星早年的内部温度可能比我们此前估计的更高，地幔熔融的深度更大。还有一种可能性：水星地壳里本来有更多二氧化硅，但随着时间流逝，逐渐丢失了氧。

好消息是，更精确的数据很快就要来了。今年11月，欧洲空间局（ESA）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）联合发射的贝皮科伦博（BepiColombo）探测器将进入水星轨道。下周四，也就是2026年9月3日，飞船上的两颗探测器将与运输模块分离，迈出入轨前的关键一步。贝皮科伦博搭载的水星热红外成像光谱仪（MERTIS）由德国航空航天中心（DLR）与明斯特大学行星学研究所联合研制，分辨率远高于地面望远镜。

伦格利说，他们这项研究为从贝皮科伦博的测量数据中提取最准确的二氧化硅信息打好了基础。

37%这个数字，是隔着行星际空间从地球上算出来的。几个月后，同样的测量会在水星头顶重做一遍。

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图一：测定水星表面二氧化硅含量的三步策略。第一步，在实验室中建立红外辐射与二氧化硅含量的对应关系；第二步，用月球的测量数据和月壤样本验证这一关系；第三步，利用水星的红外数据推算其表面二氧化硅含量，图源：MPS / hormesdesign.de图二：月球表面二氧化硅含量的第一张全球地图。白色标注点为阿波罗、月球号和嫦娥任务的着陆点，这些任务带回的月壤样本验证了地图的准确性，图源：Renggli et al., Planetary Research (2026)图三：今年11月，欧洲空间局的贝皮科伦博（BepiColombo）探测器将进入水星轨道，图源：ESA/ATG medialab; Mercury: NASA/JPL

信源：Max Planck Society. "Mercury's crust points to deeper, hotter volcanic origins than expected." Phys.org, edited by Gaby Clark, 28 Aug. 2026