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  • 即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    水星的名声很大程度上取决于它所在的位置——比太阳系中任何其他行星都更靠近太阳。这种距离意味着水星会变热,真的很热。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    水星白天的温度可以达到炙热的430摄氏度(800华氏度),但晚上也会骤降至-180摄氏度(-290华氏度)。然后,水星上有一些地方是太阳永远不会照耀的。

    在水星的两极,就像月球一样,有着所谓的“永久阴影区”(PSRs):尽管离太阳相对较近,但仍存在于永久黑暗状态下的坑坑洼洼的凹槽。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    在1990年代,地面雷达观测水星开始在这些漆黑的psr里捡起异常读数,但还没到2011年“信使号”探测器造访地球,我们真的有机会证实了这些异常包括:沉积的水冰,永远冻结在平移的影子。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    如果水冰在如此炎热的世界里无限期存在听起来很讽刺,那是完全可以理解的。尽管如此,这种现象是可以解释的:小行星、彗星和陨石撞击行星表面时,会产生冰,如果这些冰最终进入黑暗的陨石坑,它们就永远见不到阳光,也没有机会融化。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    然而真正的讽刺在于其他的东西。在一项新的研究中,科学家们提出,至少水星上的一些冰实际上是由于在我们的太阳光线下,这个小星球所承受的极端的、惩罚性的热量而形成的。

    这听起来可能很奇怪,但据佐治亚理工学院的一个研究小组称,这是一个众所周知的现象。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    “这并不是什么奇怪的、左外野的想法,”化学家Brant Jones解释道,他是佐治亚理工学院“揭示实验室”(对挥发物的辐射效应以及对小行星和月球表面的探索)的联合研究员。

    “自20世纪60年代末以来,人们在研究中多次观察到这种基本的化学机制。”

    在研究小组的新论文中,研究人员利用模型来探索这种化学机制是如何在水星上发生的,在一个依赖于地球表层土壤矿物质的持续的水形成过程中,以及一个称为重组解吸(RD)的过程中。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    土壤矿物含有金属氧化物,这些氧化物受到太阳风携带的带电质子粒子的轰击,导致氢键、氢分子和水的形成。在没有空气的环境中,在极端高温下,H20分子会从表层土壤中释放出来,扩散并飘过水星的无大气环境。

    如果任何这样的水分子碰巧漂移到水星的永久阴影中,它们可能会在那里冻结,再也见不到天日。

    即使是离太阳最近的行星,炽热的水星也会产生冰

    研究人员在他们的论文中解释说:“由这种机制形成的水将不可避免地聚集在冷多普勒散射光谱中,并将在地质时期对水星表面做出巨大贡献。”

    总的来说,来自小行星和陨石的冰仍然占水星极地冰的绝大部分,研究小组说,但是这个星球的秘密冰工厂仍然可以产出大量的产品。

    琼斯说:“我们假设,在大约300万年的时间里,冰的总量是10^ 13千克(10万亿千克或10亿吨)。”

    “这一过程很容易就占到水星冰总量的10%。”

    对于一个靠近太阳的炙热的小地狱来说,这还算不错。对于人类来说,就未来的太空探索和行星殖民(如果没有水星的话)而言,同样的化学过程可能会为在没有已知的水环境中寻找水源指明一条道路。

    研究人员说:“由RD合成的大量水不仅可以作用于水星表面,还可以作用于其他没有空气的物体,这些物体已经植入了太阳风质子,并经历了显著的热漂移。”

    “这将使RD成为几个太阳系天体上分子水产生的一个普遍重要但未被承认的来源术语。”

    作者: PETER DOCKRILL

    FY: Ewa

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