Vuonna 2012 tutkijat olivat iloisia huomatessaan, että elohopean napa-alueilla havaittiin valtavia määriä vesijäätä. Vesijään olemassaololle tällä pysyvästi varjostetulla alueella oli ollut spekuloitu noin 20 vuotta, mutta vasta sen jälkeen, kun Merkuksen pinta, avaruusympäristö, geokemia ja Ranging (MESSENGER) -alukset tutkivat napa-aluetta, tämä vahvistettiin .
MESSENGER-tietojen perusteella arvioitiin, että elohopealla voisi olla 100 miljardia - 1 biljoonaa tonnia vesijäätä molemmilla puolilla ja että jää voisi olla jopa 20 metriä (65,5 jalkaa) syvä paikoissa. Brownin yliopiston tutkijaryhmän uusi tutkimus kuitenkin osoittaa, että pohjoisella napa-alueella voisi olla vielä kolme suurta kraatteria ja paljon pienempiä kraattereita, jotka sisältävät myös jäätä.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Uudet todisteet pintavesijäästä pienimuotoisissa kylmissä antureissa ja kolmessa suuressa kraatterissa elohopean pohjoisnapa-alueella Mercury Laser Altimetristä”, julkaistiin äskettäin lehdessä Geofysikaaliset tutkimuskirjeet. NASA ASTAR -jäsenen ja Brownin yliopiston tohtorikoulutettavan Ariel Deutschin johdolla ryhmä pohti, kuinka pienimuotoiset talletukset voisivat dramaattisesti lisätä elohopean jäätä.
Huolimatta siitä, että Merkurius on lähinnä aurinkoa oleva planeetta ja kokee kõrvehtavan pinnan lämpötilat aurinkoa kohti, Merkuksen matala aksiaalinen kallistus tarkoittaa, että sen napa-alueet ovat pysyvästi varjostettuja ja niiden keskimääräiset lämpötilat ovat noin 200 K (-73 ° C; -100 °). F). Ajatus siitä, että näillä alueilla voi olla jäätä, juontaa juurensa 1990-luvulle, jolloin maapallon tutkat teleskoopit havaitsivat polaarikraattereissa voimakkaasti heijastavat pisteet.
Tämä vahvistui, kun MESSENGER-avaruusalus havaitsi planeetan pohjoisnavasta neutronisignaalit, jotka olivat yhdenmukaisia vesijää kanssa. Siitä lähtien on ollut yleinen yksimielisyys siitä, että Mercuryn pintajää oli rajattu seitsemään suureen kraatteriin. Mutta kuten Ariel Deutsch selitti Brownin yliopiston lehdistötiedotteessa, hän ja hänen tiiminsä pyrkivät katsomaan heitä pidemmälle:
”On oletettu, että elohopean pintajäätä esiintyy pääasiassa suurissa kraatereissa, mutta osoitamme näyttöä myös näistä pienimuotoisemmista talletuksista. Näiden pienimuotoisten saostumien lisääminen kraatterien suuriin saostumiin lisää merkittävästi elohopean pintajäämää. "
Tämän uuden tutkimuksen vuoksi Deutschiin liittyivät NASA: n Goddardin avaruuslentokeskuksen tutkija Gregory A. Neumann ja James W. Head. Sen lisäksi, että hän oli professori Brownin maapallon, ympäristön ja planeettatieteiden laitokselta, hän oli myös tutkija MESSENGER- ja Lunar Reconnaissance Orbiter -operaatioissa.
Yhdessä he tutkivat MESSENGERin Mercury Laser Altimeter (MLA) -laitteen tietoja. MESSENGER käytti tätä instrumenttia avaruusaluksen ja Mercuryn välisen etäisyyden mittaamiseen. Saatua tietoa käytettiin sitten yksityiskohtaisten topografisten karttojen luomiseen planeetan pinnasta. Mutta tässä tapauksessa MLA: ta käytettiin pinnan heijastuskyvyn mittaamiseen, mikä osoitti jään läsnäoloa.
MESSENGER-tehtävän instrumentti-asiantuntijana Neumann oli vastuussa korkeusmittarin heijastamissignaalin kalibroinnista. Nämä signaalit voivat vaihdella sen mukaan, otetaanko mittaukset yläpuolelta vai kulmasta (joista jälkimmäisen katsotaan olevan "matalamman" lukemat). Neumannin säädösten ansiosta tutkijat pystyivät havaitsemaan korkean heijastuskerrostuman vielä kolmessa suuressa kraatterissa, jotka olivat yhdenmukaisia vesijään kanssa.
Heidän arvioidensa mukaan nämä kolme kraatteria voisivat sisältää jäälevyjä, joiden mitat ovat noin 3 400 neliökilometriä. Lisäksi joukkue tarkasteli myös näitä kolmea suurta kraatteria ympäröivää maastoa. Vaikka nämä alueet eivät olleet yhtä heijastavia kuin kraatterien sisällä olevat jäälevyt, ne olivat kirkkaampia kuin elohopean keskimääräinen pintaheijastavuus.
Tämän lisäksi he tarkastelivat myös korkeusmittaritietoja etsimään todisteita pienemmistä saostumista. He löysivät neljä pienempää kraatteria, joiden kunkin halkaisija oli alle 5 km, jotka myös heijastivat pintaa. Tämän perusteella he päättelivät, että ei ollut olemassa vain aiemmin paljastuneita suuria jään talletuksia, vaan todennäköisesti monia pienempiä "kylmiä ansoja", joissa voi myös olla jäätä.
Näiden kolmen hiljattain löydetyn suuren esiintymän ja sitä, mikä voisi olla satoja pienempiä talletuksia, välillä Mercuryn jään kokonaismäärä voisi olla huomattavasti enemmän kuin aikaisemmin ajattelimme. Kuten Deutsch sanoi:
”Ehdotamme, että tätä parannettua heijastuskylttiä ohjaavat pienimuotoiset jääpaikat, jotka ovat levinneet koko maastoon. Suurin osa näistä laasteista on liian pieniä ratkaistakseen erikseen korkeusmittarimittarin kanssa, mutta yhdessä ne edistävät yleistä parannettua heijastuskykyä ... Nämä neljä olivat vain ne, jotka voimme ratkaista MESSENGER-instrumenteilla. Mielestämme näitä on luultavasti monia, paljon enemmän, kooltaan kilometristä muutamaan senttimetriin. ”
Aikaisemmin kuun pinnan tutkimukset vahvistivat myös vesijään esiintymisen sen kraateritetuilla napa-alueilla. Jatkotutkimus osoitti, että suurempien kraatterien ulkopuolella pienet ”kylmät ansoja” saattoivat sisältää myös jäätä. Joidenkin mallien mukaan näiden pienempien talletuksien kirjanpito voisi tosiasiallisesti kaksinkertaistaa arviot Kuun jään kokonaismääristä. Paljon sama voi olla totta Mercurylle.
Mutta kuten Jim Head (joka toimi myös tämän tutkimuksen Deutsch Ph.D. -neuvojana), tämä työ lisää myös uuden otteen kriittiseen kysymykseen siitä, mistä vesi aurinkojärjestelmästä tuli. "Yksi tärkeimmistä asioista, jotka haluamme ymmärtää, on kuinka vesi ja muut haihtuvat haihtuvat aineet jakautuvat sisäisen aurinkokunnan läpi - mukaan lukien Maapallon, Kuun ja planeettanaapureidemme", hän sanoi. "Tämä tutkimus avaa silmämme uusiin paikkoihin etsimään todisteita vedestä ja ehdottaa, että sitä on paljon enemmän elohopeassa kuin luulimme."
Sen lisäksi, että aurinkokunta voi olla vesisempi kuin aikaisemmin epäiltiin, runsaan jään esiintyminen elohopeassa ja kuussa on tukenut ehdotuksia näihin kehoihin etupisteiden rakentamiseksi. Nämä ulkomaailmat voisivat kyetä muuttamaan paikalliset talletukset vesijäästä hydratsiinipolttoaineeksi, mikä vähentäisi huomattavasti kaukopuheluiden asettamisen kustannuksia koko aurinkokunnassa.
Asioiden vähemmän spekulatiivisella puolella tämä tutkimus tarjoaa myös uusia käsityksiä siitä, kuinka aurinkokunta muodostui ja kehittyi. Jos vettä on nykyään paljon runsaammin kuin totesimme, se osoittaisi, että enemmän oli läsnä planeettojen muodostumisen varhaisina aikakausina, oletettavasti silloin, kun asteroidit ja komeetat jakavat sitä aurinkokunnassa.
