水星位于太阳系最内侧，直径大约4880公里。一般认为，水星的中心核在冷却过程中发生微小收缩，变形的地壳导致水星表面呈现出很多褶皱。研究小组通过模拟行星内部热力变化等，推算出其直径缩小幅度为10至20公里。不过，通过分析美国航空航天局(NASA)“水手10号”探测器于1975年拍摄的水星地表图，水星直径的缩小幅度最大为6公里。
由于两组数据有所差别，水星直径缩小幅度成为一个谜。2004年NASA发射的“信使号”探测器于2011年进入水星环绕轨道探测。该研究小组通过分析“信使号”发回的数据，计算水星地表整体的褶皱形成情况，最终得出其直径缩小幅度最大为14公里的结论。水星巨大铁核的冷却使这个行星的直径减少了14公里，是以前预计的两倍还多。科学家研究了水星上的峭壁、纹脊等5900多项表面特征，以计算出水星到底缩小了多少。
地球有好几层外壳，而水星就不同，只有一层坚硬的岩石层，上面的峭壁和裂口能显示出这个球体收缩的程度。测量工作是由美国航天局的环绕水星飞行的信使号太空飞船完成的，结果与电脑模型的预测相匹配，科学家用这种方法来确定水星的内部构成、化学作用和结构。“行星变化过程在很大程度上是由热量损失推动的——这是促成行星演化的主要原因，”伯恩说，“我们一开始并不是要去验证模型的准确性，不过结果显示，数字恰好与模型40年来的预测相吻合。”
这项研究的负责人、美国华盛顿卡内基学会的行星科学家保罗·伯恩的团队从2011年起就开始通过美国航天局信使号传回的图像对这颗距离太阳最近的行星表面的山脊和断层进行研究。在信使号之前，人类对水星地形进行的拍照和测绘仅覆盖了水星表面45%的面积。研究人员通过信使号传回的覆盖整个水星表面的信息重新计算了这颗行星发生的种种变化，从而得出新的计算结果：近40亿年间，水星的半径缩小了近7公里。
在八大行星中，除地球外，水星的密度最大，其巨大的铁核半径达2020公里。研究人员指出，在水星表面观测到的褶皱，是其岩石圈的断裂和变形导致的结果。早前的水星表面图片显示，尽管从诞生以来一直在冷却，但这个岩石星球却几乎没有收缩。对此，有关水星形成和演进的模型也不能提供很好的解释。现在，来自华盛顿卡内基研究所的保罗·K·伯恩(PaulK.Byrne)和克里斯蒂安·克里姆扎克(ChristianKlimczak)利用信使号传来的高清晰度图像和地形数据，绘制了一张全面的构造特征地图。地图揭示出，随着冷却的进行，水星也一直在收缩。
来自凯斯西储大学的行星科学教授，同时也是论文共同作者的史蒂芬·A·豪克(StevenA.Hauck)说：“通过信使号，我们获得了整个星球的高解析度图像，而且更关键的是，我们可以从另一个不同的角度来观察水星的特征，这是20世纪70年代的‘水手十号’没办法做到的。”水手十号是第一艘前往探测水星的宇宙飞船，在1974年和1975年，它通过飞掠的方式获得了水星表面45%面积的图像和数据。信使号探测卫星于2004年发射升空，2011年插入水星轨道。目前信使号依然在采集科学数据，本月晚些时候，它将完成第2900个水星轨道周期。
水星表面与地球的不同之处在于，它的岩石圈——相当于地壳——是由单一板块组成的，而不是由多个板块拼成。为了弄清楚水星是否发生了收缩，研究者对其构造特征进行了观察。这些构造包括瓣状裂谷和皱脊等，其形成原因是内部冷却和表面的压缩。在水星表面上，这些构造的特征呈现为长度8到885公里以上的长带状地形。
瓣状裂谷是由于逆冲断层穿破表面形成的高度可达3公里以上的悬崖。相比之下，形成皱脊的断层深度较浅。水星表面的物质在断层的一边堆积、层叠，形成了山脊。科学家一共绘制了5934个这样的地质构造。利用新获得的数据，研究者观察到了大量的断层，并以此估计水星表面跨度的缩减，从而估算出水星半径的减少值——大致在4.6到7公里之间。
水星在未来的过程中很可能还会继续变小，不过这个过程对人类来说是十分缓慢的。通过对水星的观察，也让人们对太阳系的其他行星有所了解，更加了解行星的形成以及构造。
