În 2012, oamenii de știință au fost încântați să descopere că în regiunile polare ale Mercurului au fost detectate cantități vaste de gheață cu apă. În timp ce existența gheții de apă în această regiune umbrită permanent a fost subiectul speculațiilor timp de aproximativ 20 de ani, numai după ce nava spațială Mercur Surface, Space Space, Geochemistry și Ranging (MESSENGER) au studiat regiunea polară, care a fost confirmată .
Pe baza datelor MESSENGER, sa estimat că Mercur ar putea avea între 100 de miliarde și 1 trilion de tone de gheață de apă la ambii poli și că gheața ar putea fi adâncită până la 20 de metri (65,5 ft) în locuri. Cu toate acestea, un nou studiu realizat de o echipă de cercetători de la Universitatea Brown indică faptul că ar putea exista trei cratere suplimentare mari și multe altele mai mici în regiunea polară nordică, care conțin și gheață.
Studiul, intitulat „Noi dovezi pentru gheața de apă de suprafață în capcane reci la scară mică și în trei cratere mari din regiunea polară nordică a mercurului din altimetrul cu laser Mercury”, a fost publicat recent în Scrisori de cercetare geofizică. Condusă de Ariel Deutsch, un coleg NASA ASTAR și un doctorand la Universitatea Brown, echipa a considerat modul în care depozitele la scară mică ar putea crește dramatic cantitatea totală de gheață pe Mercur.
În pofida faptului că este cea mai apropiată planetă de Soare și se confruntă cu temperaturi de suprafață înfiorătoare pe partea sa orientată spre Soare, înclinarea axială scăzută a lui Mercur înseamnă că regiunile sale polare sunt întunecate permanent și au temperaturi medii de aproximativ 200 K (-73 ° C; -100 °) F). Ideea că ar putea exista gheață în aceste regiuni datează din anii 90, când telescoapele radar de pe Pământ au detectat puncte extrem de reflectante în craterele polare.
Acest lucru a fost confirmat când nava spațială MESSENGER a detectat semnale de neutroni de la polul nord al planetei care erau în concordanță cu gheața de apă. Din acel moment, a fost consensul general că gheața de suprafață a lui Mercur s-a limitat la șapte cratere mari. Dar după cum a explicat Ariel Deutsch într-o declarație de presă a Universității Brown, ea și echipa sa au căutat să privească dincolo de ele:
„Presupunerea a fost că gheața de suprafață pe Mercur există predominant în craterele mari, dar arătăm dovezi și pentru aceste depozite la scară mai mică. Adăugarea acestor depozite la scară mică la depozitele mari din cratere adaugă semnificativ inventarului de gheață de suprafață din Mercur. "
De dragul acestui nou studiu, Deutsch i-a fost alături de Gregory A. Neumann, un om de cercetare de la Goddard Space Flight Center al NASA și James W. Head. Pe lângă faptul că a fost profesor Departamentul de Pământ, Științele Mediului și Planetare la Brown, Head a fost, de asemenea, co-investigator pentru misiunile MESSENGER și Lunar Reconnaissance Orbiter.
Împreună, ei au examinat datele din instrumentul MESSENGER cu mercur laser Altimetru (MLA). Acest instrument a fost utilizat de MESSENGER pentru a măsura distanța dintre nava spațială și Mercur, datele rezultate fiind apoi utilizate pentru a crea hărți topografice detaliate ale suprafeței planetei. Dar în acest caz, MLA a fost utilizat pentru a măsura reflectanța suprafeței, ceea ce a indicat prezența gheții.
Ca instrument de specialitate cu misiunea MESSENGER, Neumann a fost responsabil de calibrarea semnalului de reflectie al altimetrului. Aceste semnale pot varia în funcție de faptul că măsurătorile sunt luate deasupra capului sau dintr-un unghi (a cărui din urmă este arbitrat drept lecturi „off-nadir”). Datorită ajustărilor lui Neumann, cercetătorii au putut detecta zăcăminte cu o reflectanță ridicată în alte trei cratere mari care erau în concordanță cu gheața de apă.
Conform estimărilor lor, aceste trei cratere ar putea conține foi de gheață care măsoară aproximativ 3.400 de kilometri pătrați (1313 mi²). În plus, echipa a privit și terenul din jurul acestor trei cratere mari. În timp ce aceste zone nu erau la fel de reflectoare ca straturile de gheață din interiorul craterelor, ele erau mai luminoase decât reflectanța medie a suprafeței lui Mercur.
Dincolo de aceasta, aceștia au analizat și datele de altimetru pentru a căuta dovezi ale depozitelor la scară mai mică. Ceea ce au găsit au fost patru cratere mai mici, fiecare cu diametre mai mici de 5 km (3 mi), care erau, de asemenea, mai reflective decât suprafața. Din aceasta, ei au dedus că nu există doar mai multe depuneri mari de gheață care nu au fost descoperite anterior, ci probabil multe „capcane reci” mai mici, unde ar putea exista și gheață.
Între aceste trei zăcăminte mari recent descoperite și ceea ce ar putea fi sute de depozite mai mici, volumul total de gheață pe Mercur ar putea fi considerabil mai mult decât am crezut anterior. După cum spunea Deutsch:
„Vă sugerăm că această semnătură de reflectare îmbunătățită este condusă de mici petele de gheață care sunt răspândite pe acest teren. Majoritatea acestor patch-uri sunt prea mici pentru a fi rezolvate individual cu instrumentul de altimetru, dar colectiv contribuie la reflectarea generală îmbunătățită ... Aceste patru au fost doar cele pe care le-am putea rezolva cu instrumentele MESSENGER. Credem că există probabil multe, multe altele, care variază în dimensiuni de la un kilometru până la câțiva centimetri. ”
În trecut, studiile asupra suprafeței lunare au confirmat și prezența gheții de apă în regiunile sale polare cratere. Cercetări ulterioare au indicat că în afara craterelor mai mari, mici „capcane reci” ar putea conține și gheață. Conform unor modele, contabilizarea acestor depozite mai mici ar putea dubla în mod eficient estimările privind cantitățile totale de gheață de pe Lună. Același lucru ar putea fi valabil și pentru Mercur.
Dar, după cum a indicat Jim Head (care a servit și ca consilier Deutsch Ph.D. pentru acest studiu), această lucrare adaugă o nouă abordare la întrebarea critică de unde provine apa din Sistemul Solar. „Unul dintre lucrurile majore pe care vrem să le înțelegem este modul în care apa și alte volatile sunt distribuite prin sistemul solar interior - inclusiv Pământul, Luna și vecinii noștri planetari”, a spus el. „Acest studiu ne deschide ochii către noi locuri pentru a căuta dovezi despre apă și sugerează că există multe altele pe Mercur decât am crezut”.
Pe lângă faptul că indică faptul că Sistemul Solar poate fi mai apos decât se suspecta anterior, prezența gheții abundente pe Mercur și pe Lună a susținut propuneri de construire a avanposturilor pe aceste corpuri. Aceste avanposturi ar putea fi capabile să transforme gheața de apă din depozitele locale în combustibil cu hidrazină, ceea ce ar reduce drastic costurile montării misiunilor pe distanțe lungi pe întregul sistem solar.
În ceea ce privește partea mai puțin speculativă a lucrurilor, acest studiu oferă, de asemenea, perspective noi asupra modului în care s-a format și a evoluat Sistemul Solar. Dacă apa este mult mai abundentă astăzi decât știam, ar indica faptul că mai multe au fost prezente în primele epoci ale formării planetare, probabil atunci când a fost distribuită în întregul Sistem Solar de asteroizi și comete.
