Хотя палящая планета Меркурий, возможно, не является первым местом, где вы можете искать лед, в 2012 году миссия MESSENGER подтвердила, что ближайшая к Солнцу планета действительно удерживает водяной лед в постоянно затененных кратерах вокруг полюсов. Но теперь новое исследование, касающееся льда Меркурия, предоставляет еще более противоречивые подробности о том, как образуется этот лед. Ученые говорят, что высокая температура, вероятно, помогает создать часть льда.
Брант Джонс, исследователь из Школы химии и биохимии штата Джорджия и первый автор исследования, сказал, что это не странная, безумная идея. Хотя это немного сложно, в основном это просто базовая химия.
Экстремальное дневное тепло планеты в сочетании с очень холодными (минус 200 градусов по Цельсию) температурами в постоянно затененных кратерах может действовать как «химическая лаборатория по производству льда».
«На Меркурии есть удивительное количество льда и значительно больше, чем на Луне», - сказал Брант журналу Space Magazine.
Процесс создания льда на Меркурии аналогичен тому, что происходит на Луне. Еще в 2009 году ученые определили, что электрически заряженные частицы солнечного ветра Солнца взаимодействуют с кислородом, присутствующим в некоторых пылевых зернах на поверхности Луны, с образованием гидроксила. Гидроксил (ОН) - это всего лишь один атом водорода с атомом кислорода вместо двух атомов водорода, найденных в воде.
Брант работал с другими учеными, включая коллегу Томаса Орландо, также из Технологии Джорджии, чтобы улучшить понимание этого процесса. В 2018 году они опубликовали документ, который показал, что, хотя этот процесс на Луне производил значительное количество гидроксилов, он производил очень мало молекулярной воды.
«Несмотря на то, что солнечный ветер был предложен в качестве потенциального источника в наблюдениях за водой на Луне в 2009 году», - сказал Орландо по электронной почте, - «тематические механизмы действительно никогда не были идентифицированы. Мы смоделировали это для Луны, но значение не было столь значительным для Луны из-за общих намного более низких температур ».
Но они знали, что этот процесс также может происходить на астероидах, Меркурии или любой другой поверхности, которая подвергается воздействию солнечного ветра.
«Чтобы создать молекулярную воду, вам нужен еще один ингредиент - это тепло», - сказал Брант.
Дневные температуры на Меркурии могут достигать 400 градусов по Цельсию или 750 градусов по Фаренгейту.
Минералы в поверхностной почве Меркурия содержат так называемые гидроксильные группы. Сильный жар Солнца помогает высвободить эти гидроксильные группы, а затем дает им энергию, чтобы они врезались друг в друга, образуя молекулы воды и водорода, которые отрываются от поверхности и перемещаются вокруг планеты.
Некоторые молекулы воды разрушаются солнечным светом и рассеиваются. Но другие молекулы приземляются около полюсов Меркурия в глубоких темных кратерах, которые защищены от Солнца. Молекулы попадают в ловушку и становятся частью растущего постоянного ледникового льда, находящегося в тени.
«Это немного похоже на песню Hotel California. Молекулы воды могут регистрироваться в тени, но они никогда не могут уйти », - сказал Орландо в пресс-релизе.
«Общая сумма, которую мы постулируем, составляет 1013 кг (10 000 000 000 000 кг или 11 023 110 000 тонн) за период около 3 миллионов лет», - сказал Джонс. «Этот процесс может составлять до 10 процентов от общего объема льда Меркурия».
Данные, использованные для их исследования, получены с космического корабля MESSENGER, который вращался вокруг Меркурия в период между 2011 и 2015 годами, изучая химический состав планеты, геологию и магнитное поле. Выводы MESSENGER по полярному льду подтвердили предыдущие подписи для льда, обнаруженного несколькими годами ранее с помощью наземного радара.
