Piekielne temperatury dziennej strony Merkurego umożliwiają powstawanie... lodu wodnego
Na powierzchni Merkurego temperatury w ciągu dnia przekraczają 400 stopni Celsjusza. Trudno zatem uwierzyć, że na tej planecie może być lód. Teraz okazuje się, że to właśnie te piekielne temperatury przyczyniają się do powstawania lodu.
Tak samo jak na Ziemi, to planetoidy i komety najprawdopodobniej przyniosły na Merkurego wodę. Ekstremalnie wysokie temperatury za dnia, w połączeniu z chłodem sięgającym -200 stopni Celsjusza w zakątkach kraterów znajdujących się na biegunach planety, do których nigdy nie dociera światło słoneczne stanowią doskonałą podstawę do tworzenia lodu wodnego - tak przynajmniej twierdzą badacze z Georgia Institute of Technology.
Procesy chemiczne nie są tutaj skomplikowane, ale w ramach swoich prac badacze nałożyli je na złożone warunki panujące na Merkurym, uwzględniając m.in. wysokoenergetyczne cząstki wiatru słoneczne, wśród których sporą część stanowią protony kluczowe w tych procesach chemicznych. Przedstawiony przez naukowców model przedstawia sposób powstawania wody i zbierania się w formie lodu na pierwszej planecie od Słońca.
Nie ma tutaj nic szczególnie nietypowego. Podstawowy proces chemiczny obserwowano już dziesiątki razy w badaniach prowadzonych od lat sześćdziesiątych, jednak dotychczas robiliśmy to na dobrze zdefiniowanych powierzchniach. Stworzenie modelu tych procesów chemicznych na powierzchni planet jest tym elementem nowatorskim - mówi Brant Jones, badacz z Georgia Tech i główny autor opracowania.
Minerały w solach znajdujących się na powierzchni Merkurego zawierają tzw. grupy hydroksylowe (OH), które powstają głównie pod wpływem protonów. W opracowanym przez naukowców modelu, ekstremalne ciepło pomaga uwalniać grupy hydroksylowe, które zderzają się z innymi grupami hydroksylowymi produkując cząsteczki wody i wodór, który z czasem ucieka z powierzchni planety.
Część cząsteczek wody ulega rozbiciu przez promieniowanie słoneczne albo unosi się wysoko nad powierzchnią planety, ale część ląduje w pobliżu biegunów Merkurego w stale zacienionych fragmentach kraterów, gdzie nie są wystawione na promieniowanie słoneczne.
Merkury nie ma żadnej atmosfery, a tym samym nie ma tam żadnego powietrza, które mogłoby transportować ciepło, dlatego też owe cząsteczki stają się fragmentem stałego lodu zalegającego we wnętrzach kraterów.
Szacujemy, że w ten sposób na przestrzeni 3 milionów lat powstaje w kraterach około 11 mld ton lodu. W ten sposób mogło powstać co najmniej 10 procent całego lodu obecnego na powierzchni - dodaje Jones.
Badacze opublikowali wyniki swoich badań w artykule, który ukaże się w periodyku Astrophysical Journal Letters w poniedziałek, 16 marca.
Sondy kosmiczne potwierdzają obecność lodu
W 2004 r. z Ziemi wystartowała sonda MESSENGER, która po siedmiu latach lotu weszła na orbitę wokół Merkurego. To właśnie ta sonda przesłała na Ziemię informacje o obecności lodu w kraterach biegunowych planety. Dostrzeżony przez MESSENGERa lód skrywał się w zacienionych fragmentach kraterów znajdujących się na biegunach Merkurego, które są usiane kraterami niczym Księżyc. Z resztą podobieństwa między Merkurym a Księżycem, włącznie z ich rozmiarami, były już tematem wielu porównań, w tym także tych, które dotyczyły możliwości istnienia na nich lodu wodnego.
Jak dotąd, sondom kosmicznym udało się dostrzec słabe sygnały wskazujące na obecność lodu na Księzycu oraz silne sygnały od lodu na Merkurym. To z kolei wprawiło naukowców w zakłopotanie: jeżeli komety, planetoidy i meteoryty uderzały w Merkurego i Księżyc, dostarczając na nie wodę, to skąd się wzięła różnica w ilości tej wody? Dlaczego jest jej więcej na Merkurym niż na Księżycu?
Proces opisany w naszym modelu, nie byłby tak skuteczny na Księżycu niż na Merkurym. Na Księżyc nie dociera wystarczająco dużo promieniowania słonecznego, aby proces ten był wydajny - podsumowuje Jones.
