Podczas gdy upalna planeta Merkury może nie być pierwszym miejscem, w którym chciałbyś szukać lodu, misja MESSENGER potwierdziła w 2012 r., Że planeta najbliżej Słońca rzeczywiście utrzymuje lód wodny w trwale ocienionych kraterach wokół swoich biegunów. Ale teraz nowe badanie dotyczące lodu Merkurego dostarcza jeszcze bardziej sprzecznych z intuicją szczegółów na temat tworzenia się lodu. Naukowcy twierdzą, że ciepło prawdopodobnie pomaga wytworzyć część lodu.
Brant Jones, badacz z Georgia Tech School of Chemistry and Biochemistry i pierwszy autor badania, powiedział, że nie jest to dziwny, szalony pomysł. Chociaż jest to trochę skomplikowane, w większości jest to tylko podstawowa chemia.
Ekstremalne dzienne ciepło planety w połączeniu z bardzo niskimi temperaturami (minus 200 stopni Celsjusza) w trwale ocienionych kraterach może działać jak „laboratorium chemiczne do wytwarzania lodu”.
„Na Merkurym jest zaskakująca ilość lodu i znacznie więcej niż na Księżycu”, powiedział Brant dla czasopisma Space Magazine.
Proces tworzenia lodu na Merkurym jest podobny do tego, co dzieje się na Księżycu. W 2009 roku naukowcy ustalili, że elektrycznie naładowane cząstki z wiatru słonecznego Słońca oddziałują z tlenem obecnym w niektórych ziarnach pyłu na powierzchni Księżyca, tworząc hydroksyl. Hydroksyl (OH) to tylko jeden atom wodoru z atomem tlenu, zamiast dwóch atomów wodoru występujących w wodzie.
Brant współpracował z innymi naukowcami, w tym kolegą Thomasem Orlando, również z Georgia Tech, aby dopracować zrozumienie tego procesu. W 2018 r. Opublikowali artykuł, który wykazał, że chociaż proces ten na Księżycu wytwarzał znaczne ilości hydroksylu, wytwarzał bardzo mało wody molekularnej.
„Chociaż wiatr słoneczny był sugerowany jako potencjalny źródło w obserwacjach wody na Księżycu w 2009 roku” - powiedział Orlando za pośrednictwem poczty elektronicznej - „mechanizmy nigdy nie zostały tak naprawdę zidentyfikowane. Modelowaliśmy to dla Księżyca, ale znaczenie nie było tak znaczące na Księżycu z powodu ogólnie znacznie niższych temperatur. ”
Wiedzieli jednak, że ten proces może również zachodzić na asteroidach, Merkurym lub innej powierzchni bombardowanej przez wiatr słoneczny.
„Aby stworzyć wodę molekularną, potrzebujesz jeszcze jednego składnika, a mianowicie ciepła”, powiedział Brant.
Temperatury w ciągu dnia na Merkurym mogą osiągnąć 400 stopni Celsjusza lub 750 stopni Fahrenheita.
Minerały w glebie powierzchniowej Merkurego zawierają tak zwane grupy hydroksylowe. Ekstremalne ciepło ze Słońca pomaga uwolnić te grupy hydroksylowe, a następnie energetyzuje je, aby rozbić się nawzajem w celu wytworzenia cząsteczek wody i wodoru, które unoszą się z powierzchni i dryfują wokół planety.
Niektóre cząsteczki wody są rozkładane przez światło słoneczne i rozpraszane. Ale inne molekuły lądują w pobliżu biegunów Merkurego w głębokich, ciemnych kraterach osłoniętych przed Słońcem. Cząsteczki zostają tam uwięzione i stają się częścią rosnącego, stałego lodowcowego lodu, który znajduje się w cieniach.
„To trochę jak piosenka Hotel California. Cząsteczki wody mogą zameldować się w cieniach, ale nigdy nie mogą odejść ”- powiedział Orlando w komunikacie prasowym.
„Łączna kwota, którą postulujemy, aby stać się jednostkami wynosi 1013 kilogramów (10 000 000 000 000 kg lub 11 023 110 000 ton) w okresie około 3 milionów lat”, powiedział Jones. „Proces ten może z łatwością stanowić do 10 procent całkowitego lodu Merkurego”.
Dane wykorzystane do ich badań pochodzą ze statku kosmicznego MESSENGER, który krążył wokół Merkurego w latach 2011-2015, badając skład chemiczny, geologię i pole magnetyczne planety. Odkrycia MESSENGERA dotyczące lodu polarnego potwierdziły wcześniejsze sygnatury lodu zebranego lata wcześniej przez radar ziemski.
