說起來令人難以置信,我們知道水星距離太陽最近,因此,水星上的溫度之高自然不難想象,但是有研究表明水星上是存在冰的!這難免受到質疑:水星圍繞太陽的近距離軌道能幫助行星形成冰嗎?換句話說,水星灼熱的溫度怎麼可能導致結冰呢?
這聽起來像是一個悖論,但對地球表面化學的新分析表明,熱產生的冰可能確實是這樣。即使水星白天的溫度飆升到750華氏度(400攝氏度),冰也會出現在遠離太陽的隕石坑裡。在那裡,表面暴露在大約零下330f(零下200 C)的寒冷空間。
那麼水星上的冰是如何形成的?
科學家通過美國國家航空航天局(NASA)的信使號(MESSENGER)飛船對水星表面、空間環境、地球化學和測距的觀測,人類對水星上的冰已經了解了近十年。但是,從化學角度來說,對於一些冰是如何到達那裡的解釋仍在調查中。一項新的研究表明,即使在這樣極熱的溫度下,水也能在表面聚集。
2011年,美國國家航空航天局(NASA)的信使號(MESSENGER)探測器訪問了水星,根據其資料和影象發現儘管水星的溫度極高,但在其兩極仍有永久的冰。這不是什麼離奇的結論。這項新研究的主要作者、佐治亞理工學院化學與生物化學學院的研究員布蘭特·瓊斯在一份宣告中說:“自20世紀60年代末以來,人們已經多次觀察到這種基本的化學機制。但那是在明確的表面上,比如地球,而將這種化學物質應用到像行星這樣複雜的表面上是一項開創性的研究,也正是因為水星複雜的表面,才有可能誕生奇蹟。
科學家解釋,水星表面的礦物質含有成鍵的氧原子和被稱為羥基的氫原子。而來自太陽的帶電粒子流----太陽風產生的質子會襲擊水星,因為水星沒有足夠的磁場來擊退這些粒子。導致這些帶正電的亞原子粒子----質子穿過水星,這樣質子就可以植入土壤和羥基中。太陽灼熱的熱量使羥基得到能量,導致它們相互碰撞。這些碰撞產生了水(水也由氫和氧組成,只是比例不同),同時釋放出更多的氫,這些氫離開了水星表面,漂浮在水星之上。
至於水分子,它們中的一些被Sunny分解並溶解成它們的基本成分。其他的水分子從表面逃逸並飛入太空。然而,一些水分子落在水星的兩極,分佈在一些永久性的陰影隕石坑中,聚集了起來。在那裡,分子可以停留,因為水星沒有足夠的大氣來進一步影響水分子,例如通過傳導熱量,因此隨著時間的推移,水冰會增加。
該模型表明,在300萬年裡,水星將積累11萬億噸的水冰,這大約是地球上觀察到的冰的10%。其他的冰可能來自小行星、彗星和隕石等小行星。
佐治亞理工學院的研究人員託姆·奧蘭多和布蘭特·瓊斯模擬了一種化學反應,在這種反應中,太陽在水星上的熱量可以幫助在水星的兩極形成冰。這兩名研究人員還在實驗室中設計這種化學反應,以作為未來月球和火星載人任務中製造水的一種方法。
然而,在太陽系中,水星並不是唯一表面有冰的星球,在月球和小行星、彗星等小行星上也發現了水冰,只不過這些位置在水沉積方面可能有變化,還有許多未知等待著我們去發現!