На полюсах Меркурия холоднее, чем считали ученые

Залежи льда на планете могут быть очень значительными

0

Раскаленная поверхность Меркурия

кажется маловероятным местом для поиска льда. Но исследования последних трех десятилетий показали, что вода замерзает на первом же камне, спрятанном от Солнца на кратерных полях, которые постоянно затенены от солнечных лучей. Новое исследование, проведенное исследователями Брауновского Университета, утверждает что на поверхности Меркурия может быть намного больше льда, чем считалось.

Исследование, опубликованное в «Geophysical Research Letters», добавляет трех новых претендентов в список кратеров возле северного полюса Меркурия, которые, по-видимому, содержат большие залежи поверхностных льдов. Исследование также показывает, что в дополнение к этим крупным месторождениям вокруг северного полюса Меркурия рассеяны мелкомасштабные отложения, как внутри кратеров, так и в затененной местности между кратерами. Эти месторождения могут быть небольшими, но они могут оказаться приличной добавкой к ранее обнаруженному льду.

«Предполагалось, что поверхностный лед на Меркурии существует преимущественно в крупных кратерах, но мы предоставляем новые данные о наличии и более мелких месторождений замерзшей воды», — заявил Ариэль Дойч, ведущий автор исследования и доктор Брауновского Университета. «Добавление этих мелкомасштабных месторождений к крупным месторождениям в кратерах значительно увеличивает прогнозируемые запасы поверхностного льда на Меркурии».

Идея о том, что Меркурий

может обладать замороженной водой, возникла в 1990-х годах, когда наземные радиолокационные телескопы обнаружили сильноотражающие области внутри нескольких кратеров вблизи полюсов Меркурия. Ось планеты не имеет большого наклона, поэтому на ее полюсах мало прямых солнечных лучей, а на полях некоторых кратеров вообще никогда не бывает прямого солнечного света. В условиях отсутствия атмосферы, которая могла бы удержать тепло от окружающих поверхностей, температура в этой вечной тени были оценена как достаточно низкая, чтобы водный лед был стабильным. Это создает вероятность того, что эти «радиолокационные» области вполне могут содержать лед.

Эта идея получила новую жизнь после того, как зонд MESSENGER NASA вышел на орбиту Меркурия в 2011 году. Космический аппарат обнаружил нейтронное излучение с северного полюса планеты, которое указывало на наличие там водяного льда.

Ученые

внимательно проанализировали  показания, полученные с лазерного альтиметра космического аппарата. Устройство в основном используется для измерения высоты, но также может использоваться и для отслеживания отражательной способности поверхности.

Нейман, специалист по приборам миссии MESSENGER, помог откалибровать сигнал отражения альтиметра, который может варьироваться в зависимости от того, проводится ли измерение непосредственно из «головы» или под углом (известный как «off-nadir»). Эта калибровка позволила исследователям обнаружить отложения с высокой отражательной способностью, согласующиеся с наличием поверхностного льда в трех крупных кратерах, обнаруженного другими методами.

Это открытие позволило значительно выше оценить запасы льда на Меркурии. Сейчас исследователи оценивают общую площадь трех областей обнаруженного льда в 3400 квадратных километров, что немного больше, чем размеры штата Род-Айленд (США).

Еще одним важным результатом этой работы является так же то, что исследователям удалось проанализировать данные по отражательной способности местности, окружающей эти три больших кратера.

Ландшафт этих областей не такой яркий, как ледяные площади внутри кратеров, но он значительно ярче, чем в среднем поверхность Меркурия.

«Мы предполагаем, что расширенная сигнатура отраженных сигналов обусловлена наличием небольших пятен льда, которые распространены по всему ландшафту», — сказал Дойч. «Большинство этих пятен слишком малы, чтобы «разглядеть» каждое индивидуально с помощью высотомера, но вместе они вносят вклад в общую улучшенную отражательную способность местности».

Чтобы найти дополнительные доказательства того, что такие мелкомасштабные области существуют, исследователи рассматривали данные высотомера в поисках пятен, которые были меньше крупных отложений на кратерах, но все еще достаточно велики для обнаружения с помощью альтиметра. Таких областей ученые обнаружили четыре, каждая из них диаметром менее 5 километров.

«Мы смогли обнаружить с помощью инструментов MESSENGER только четыре пятна, поскольку ограничены его возможностями  — сказал Дойч. «Мы думаем, что вероятно пятен много, гораздо больше чем обнаружено, и они имеют размеры от километра до нескольких сантиметров».

Информация о том, что эти мелкомасштабные месторождения льда существуют, и что они, вероятно, являются причиной более яркой поверхности Меркурия за пределами кратеров, может значительно повысить прогнозы о запасах льда на Меркурии. Считается, что подобные мелкомасштабные залежи льда существуют и на полюсах Луны.

Предположения о том, как полярный лед появился на Меркурии, остаются открытыми. Основная гипотеза заключается в том, что он мог быть доставлен туда ​​богатыми водой кометами или астероидами. Другая идея заключается в том, что водород мог быть перенесен на поверхность планеты солнечным ветром и впоследствии соединился с кислородом и образовал воду.

Джим Хэд, доктор философии, советник и соавтор исследования, заявил, что эта работа добавляет новую перспективу в критические вопросы планетарной науки.

«Одна из основных вещей, которые мы хотим понять — это то, как вода и другие летучие вещества распространяются через внутреннюю солнечную систему, включая Землю, Луну и наших планетарных соседей», — сказал он. «Это исследование открывает нам глаза на новые места, в которых необходимо искать доказательства присутствия воды, и показывает, что на Меркурии ее намного больше, чем мы думали раньше».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Этот сайт использует куки. Вы можете отказаться, если хотите Принять Прочитать больше

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: