即使是離太陽最近的行星,熾熱的水星也會產生冰

2020-11-25 騰訊網

水星的名聲很大程度上取決於它所在的位置——比太陽系中任何其他行星都更靠近太陽。這種距離意味著水星會變熱，真的很熱。

水星白天的溫度可以達到炙熱的430攝氏度(800華氏度)，但晚上也會驟降至-180攝氏度(-290華氏度)。然後，水星上有一些地方是太陽永遠不會照耀的。

在水星的兩極，就像月球一樣，有著所謂的「永久陰影區」(PSRs):儘管離太陽相對較近，但仍存在於永久黑暗狀態下的坑坑窪窪的凹槽。

在1990年代，地面雷達觀測水星開始在這些漆黑的psr裡撿起異常讀數，但還沒到2011年「信使號」探測器造訪地球，我們真的有機會證實了這些異常包括:沉積的水冰,永遠凍結在平移的影子。

如果水冰在如此炎熱的世界裡無限期存在聽起來很諷刺，那是完全可以理解的。儘管如此，這種現象是可以解釋的:小行星、彗星和隕石撞擊行星表面時，會產生冰，如果這些冰最終進入黑暗的隕石坑，它們就永遠見不到陽光，也沒有機會融化。

然而真正的諷刺在於其他的東西。在一項新的研究中，科學家們提出，至少水星上的一些冰實際上是由於在我們的太陽光線下，這個小星球所承受的極端的、懲罰性的熱量而形成的。

這聽起來可能很奇怪，但據喬治亞理工學院的一個研究小組稱，這是一個眾所周知的現象。

「這並不是什麼奇怪的、左外野的想法，」化學家Brant Jones解釋道，他是喬治亞理工學院「揭示實驗室」(對揮發物的輻射效應以及對小行星和月球表面的探索)的聯合研究員。

「自20世紀60年代末以來，人們在研究中多次觀察到這種基本的化學機制。」

在研究小組的新論文中，研究人員利用模型來探索這種化學機制是如何在水星上發生的，在一個依賴於地球表層土壤礦物質的持續的水形成過程中，以及一個稱為重組解吸(RD)的過程中。

土壤礦物含有金屬氧化物，這些氧化物受到太陽風攜帶的帶電質子粒子的轟擊，導致氫鍵、氫分子和水的形成。在沒有空氣的環境中，在極端高溫下，H20分子會從表層土壤中釋放出來，擴散並飄過水星的無大氣環境。

如果任何這樣的水分子碰巧漂移到水星的永久陰影中，它們可能會在那裡凍結，再也見不到天日。

研究人員在他們的論文中解釋說:「由這種機制形成的水將不可避免地聚集在冷都卜勒散射光譜中，並將在地質時期對水星表面做出巨大貢獻。」

總的來說，來自小行星和隕石的冰仍然佔水星極地冰的絕大部分，研究小組說，但是這個星球的秘密冰工廠仍然可以產出大量的產品。

瓊斯說:「我們假設，在大約300萬年的時間裡，冰的總量是10^ 13千克(10萬億千克或10億噸)。」

「這一過程很容易就佔到水星冰總量的10%。」

對於一個靠近太陽的炙熱的小地獄來說，這還算不錯。對於人類來說，就未來的太空探索和行星殖民(如果沒有水星的話)而言，同樣的化學過程可能會為在沒有已知的水環境中尋找水源指明一條道路。

研究人員說:「由RD合成的大量水不僅可以作用於水星表面，還可以作用於其他沒有空氣的物體，這些物體已經植入了太陽風質子，並經歷了顯著的熱漂移。」

「這將使RD成為幾個太陽系天體上分子水產生的一個普遍重要但未被承認的來源術語。」

作者: PETER DOCKRILL

FY: Ewa

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