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    很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

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      VIP3
      爱因斯坦

      很难相信水星上有冰,水星白天温度达到400摄氏度。现在,一项研究表明,距离太阳最近行星水星上的大量热量可能有助于形成一些冰。目前科学共识认为,与地球一样,小行星输送了水星上的大部分水。但佐治亚理工学院的研究人员表示,极端的白天高温可能与极地陨石坑角落里零下200摄氏度的寒冷结合在一起,这些陨石坑永远看不到阳光,充当了一个巨大的制冰化学实验室。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      化学成分并不太复杂,但这项新研究以水星上复杂的条件为模型,包括太阳风向水星投掷带电粒子,其中许多粒子是这种化学的关键质子。该模型提供了一条可行的路径,使水在一个充满所有必要成分的星球上以冰的形式产生和聚集。研究的第一作者、佐治亚理工学院化学和生物化学学院的研究员布兰特·琼斯(Brant Jones)说:这并不是什么奇怪离谱的想法。

      热而简单的化学

      自20世纪60年代末以来,人们在研究中已经观察到了几十次基本的化学机制。但这是在定义明确的表面上进行,将这种化学物质应用于像行星上这样的复杂表面是一项开创性研究。水星表面土壤中的矿物质含有羟基(OH),主要由质子产生,在模型中,极高的热量有助于释放羟基,然后激发它们相互碰撞,产生水分子和氢气,这些分子和氢气从表面升起,在行星周围漂移。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      一些水分子被阳光分解,或者升到离水星表面很远的地方,但另一些分子降落在水星两极附近,形成永久的陨石坑阴影,保护冰不受太阳的照射。水星没有大气层,因此没有空气会传导热量,所以分子成为永久冰川冰的一部分,隐藏在阴影中。研究的首席研究员、佐治亚理工学院化学和生物化学学院教授托马斯·奥兰多(Thomas Orlando)说:这有点像歌曲Hotel California。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      水分子可以进入阴影,但却永远离不开了,假设在大约300万年的时间里,冰的总量是10^13千克,这一过程很容易占到水星总冰量的10%。其研究成果现在将发表在《天体物理学》期刊上,这项研究由美国宇航局太阳系探索研究虚拟研究所(SSERVI)计划和NASA行星大气计划资助。美国国家航空航天局(NASA)的信使号探测器开始绕水星运行,并确认了两极附近冰川的典型信号。

      探测器确认水星冰

      信使号(水星表面、空间环境、地球化学和测距)航天器发回的图像和数据证实了几年前由地面雷达捕捉到的冰特征。冰层很暗,潜伏在水星极地陨石坑的永久阴影中,水星上布满了陨石和小行星的伤疤,很像地球的卫星月球。事实上,这两个天体之间有相似之处,包括:水星和月球的大小,已经促使了许多比较,包括两个天体上都有水冰的可能性。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      (上图所示)美国宇航局“信使号”探测器的数据和图像,尽管水星白天很热,但两极有永久性的冰,图片:NASA / MESSENGER

      人类在月球上发现了可能有冰的微弱迹象,但几乎绝对肯定地在水星上发现了冰,而且相对丰富。这引发了一些令人费解的问题:如果小行星、彗星和陨石携带水撞击水星和月球,那么冰层存在的差异是什么原因呢?水星是否接收了一些在月球上“不起作用”的水?在研究模型中,水星上的过程不会像在月球上那样富有成效,首先,没有足够的热量来显著激活化学作用。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      在另一个单独的项目中,奥兰多实验室正在设计一个基于相同化学物质的系统,以便在月球上为未来的宇航员站在那里创造水。在水星上,来自太阳风的质子比在地球上要丰富得多,在地球上,强大的磁场将太阳风粒子(包括质子)鞭打回太空。而水星磁场只有地球约1%的强度,它将质子向下旋转到表面。这些就像巨大的磁龙卷风,随着时间的推移,它们会在水星的大部分表面造成巨大质子迁移。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      将质子植入水星上大约10纳米深的土壤中,在矿物中形成羟基(OH),这些羟基扩散到表面,在那里热量完成其余的工作。水星上大量水是由撞击的小行星输送来的,但也有一个问题,那就是充满水的小行星是从哪里获得这些水的?这样的过程可能有助于形成这种水。彗星或小行星实际上不需要携带水,因为单独与行星或月球的碰撞也可以制造水,水星和月球经常受到小型流星体的撞击,所以这种情况一直都在发生。

      很难相信水星上有冰,在400摄氏度的水星上,竟然有冰存在?

      博科园|研究/来自:佐治亚理工学院

      参考期刊《天体物理学》

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      Lv.13细胞
      国庆快乐
      [s-70]
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      Lv.8分子
      VIP2
      门捷列夫
      原来看似行星表面温差极大,极热的火星也会有水的存在啊

      探索科学无止境,我的科学世界在于此

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      Lv.14变形虫
      达尔文
      打赏了1金币

      跨界认知研究者-探索人文与自然的链接

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      Lv.3顶夸克
      国庆快乐
      [s-21]

      少年锐气不可导,书上有路无穷极。

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