На поверхности Меркурия дневные температуры превышают 400 градусов по Цельсию. Трудно поверить, что на этой планете может быть лед. Теперь выясняется, что эти адские температуры способствуют образованию льда.
Как и на Земле, астероиды и кометы, вероятно, приносили воду на Меркурий. Чрезвычайно высокие температуры в течение дня в сочетании с прохладой, достигающей -200 градусов по Цельсию в углах кратеров, расположенных на полюсах планеты, которых никогда не достигает солнечный свет, являются отличной основой для образования водяного льда, - считают исследователи из Технологического института Джорджии.
Химические процессы здесь не сложны, но в рамках своей работы исследователи навязали их сложным условиям, преобладающим на Меркурии, включая высокоэнергетические частицы солнечного ветра, значительная доля которых является ключевыми протонами в этих химических процессах. Представленная учеными модель показывает, как вода образуется и накапливается в форме льда на первой планете от Солнца.
Здесь нет ничего особенно необычного. Основной химический процесс уже наблюдался десятки раз в исследованиях, проводимых с шестидесятых, но до сих пор мы делали это на четко определенных поверхностях. Создание модели этих химических процессов на поверхности планет - это инновационный метод, - говорит Брант Джонс, исследователь из Georgia Tech и ведущий автор исследования.
Минералы в солях на поверхности Меркурия содержат так называемые гидроксильные (ОН) группы, которые образуются в основном под действием протонов. В модели, разработанной учеными, экстремальное тепло помогает высвобождать гидроксильные группы, которые сталкиваются с другими гидроксильными группами, образуя молекулы воды и водород, который со временем уходит с поверхности планеты.
Некоторые молекулы воды разрушаются солнечным излучением или плавают высоко над поверхностью планеты, но некоторые приземляются около полюсов Меркурия в постоянно затененных частях кратеров, где они не подвергаются солнечному излучению.
У Меркурия нет атмосферы и, следовательно, нет воздуха, который мог бы переносить тепло, поэтому эти частицы превращаются в осколки твердого льда, лежащие внутри кратеров.
По нашим оценкам, примерно 3 миллиарда тонн льда образуются в кратерах за 3 миллиона лет. Так могло образоваться как минимум 10 процентов всего льда, присутствующего на поверхности, - добавляет Джонс.
Исследователи опубликовали свои выводы в статье, которая появится в Astrophysical Journal Letters в понедельник, 16 марта.
Космические зонды подтверждают наличие льда
В 2004 году с Земли стартовал космический аппарат MESSENGER, который после семи лет полета вышел на орбиту вокруг Меркурия. Именно этот зонд отправил информацию о наличии льда в полярных кратерах планеты на Землю. Обнаруженный зондом лед был спрятан в кратерах, расположенных на полюсах Меркурия, которые сильно изрыты кратерами, подобно Луне. Остальные сходства между Меркурием и Луной, включая их размер, уже были предметом многих сравнений, в том числе относительно возможности появления на них водяного льда.
До настоящего времени космические зонды могли видеть слабые сигналы, указывающие на наличие льда на Луне и сильные сигналы от льда на Меркурии. Это, в свою очередь, смутило ученых: если кометы, астероиды и метеориты ударяли по Меркурию и Луне, снабжая их водой, откуда взялась разница в количестве воды? Почему на Меркурии ее больше, чем на Луне?
Процесс, описанный в нашей модели, не будет таким эффективным на Луне, как на Меркурии. На Луне недостаточно солнечного излучения, чтобы сделать этот химический процесс эффективным, - заключает Джонс.
Источник: PHYS.ORG