Sama pomisao da postoji led na Merkuru, gde dnevna temperatura dostiže preko 430 stepeni, zvuči pomalo suludo. Nova naučna studija kaže da možda baš Vulkanska toplota planete najbliže Suncu pomaže u nastanku vodenog leda.
Voda na Merkuru?
Na Zemlji postoji naučni konsenzus da su i na Merkuru, kao i na Zemlji, asteroidi ti koji donose većinu vode. No, istraživači sa Georgia Institute of Technology smatraju da bi ekstremna dnevna vrućina mogla da u kombinaciji sa hladnoćom od minus 200 stepeni Celzijusa u uglovima polarnih kratera koji nikada ne vide Sunčevu svetlost deluje kao džinovska hemijska laboratorija za stvaranje leda.
Sama hemija nije previše složena. No, model nove studije složenih uslova na Merkuru, uključuje solarni vetar koji natapa planetu naelektrisanim česticama, od kojih su mnoge protoni, ključni za tu hemiju. Model predstavlja izvodljiv način da voda može da se stvori i sakupi u vidu leda na planeti koja obiluje svim potrebnim komponentama.
'Ovo nije neka egzotična ideja koja se nalazi van logike. Osnovni hemijski mehanizam je proučen desetinama puta u studijama s kraja šezdesetih', podseća dr Brant Jones, naučnik sa Georgia Tech's School of Chemistry and Biochemistry i prvi autor studije. 'Ali ti radovi su se odnosili na dobro definisane površine. Primena te hemije na komplikovane površine poput onih na planeti predstavlja revolucionarno istraživanje.'
Vrela, jednostavna hemija
Minerali u površinskom sloju Merkura sadrže ono što nazivamo hidroksilnom grupom (OH), koju čine uglavnom protoni. Prema modelu, ekstremna toplota pomaže oslobađanju hidroksilnih grupa, a zatim ih tera da se sudaraju jedna sa drugom kako bi formirale molekule vode i vodonik koji se odvajaju od površine i lebde oko planete.
Neki molekuli vode se razgrađuju usled Sunčeve svetlosti ili se uzdižu daleko iznad površine planete, ali ostali molekuli padaju u blizinu Merkurovih polova u kratere koji se nalaze trajno u senci koja štiti led od Sunca. Merkur nema atmosferu, pa samim tim ni vazduh koji bi odvodio toplotu, pa molekuli postaju deo trajnih naslaga leda smeštenih u senci.
'To pomalo podseća na stari hit 'Hotel California'. Molekuli vode mogu da se pojave u senci, ali nikad ne mogu da je napuste', kaže dr Thomas Orlando, profesor hemije i biohemije sa Georgia Techa i glavni istraživač studije. Orlando je i suosnivač Georgia Techovog Centra za kosmičku tehnologiju i istraživanje.
'Ukupna količina za koju pretpostavljamo da se pretvorila u led iznosi oko 1013 kilograma (10.000.000.000.000 kg) u razdoblju od oko 3 miliona godina', kaže dr Jones. 'Proces bi lako mogao da čini do 10% ukupnog Merkurovog leda.'
Istraživači su objavili svoje rezultate u 'Astrophysical Journal Lettersu' 16. marta 2020. Istraživanje je financirano iz Nasinog programa Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) i Nasinog programa za planetarne atmosfere.
Kosmička sonda potvrđuje led
2011. godine Nasina sonda je započela orbitiranje oko Merkura i potvrdila signale tipične za glacijalni led u blizini polova. Letilica 'MESSENGER'(MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry, and Ranging) poslala je slike i podatke koji potkrepljuju prethodne tragove leda koje je godinama ranije prikupio radar sa Zemlje.
Led se sakuplja u trajnoj senci u polarnim kraterima Merkura, koji su formirani kao metioritski i asteroidni ožiljci slični onima na našem Mesecu. U stvari, sličnosti dva objekta, uključujući njihove veličine, dovele su do mnogih poređenja, uključujući verovatnoću vodenog leda na oba.
Ljudi su na Mesecu pronašli blede znakove mogućeg leda, ali su sa gotovo apsolutnom sigurnošću pronašli led u komparativnoj količini na Merkuru. To je pokrenulo neke dileme: ako su asteroidi, komete i meteoriti doneli vodu na Merkur i Mesec, zašto postoji razlika u prisutnosti leda? Da li možda Merkur prima određenu količinu vode na način koji ne funkcioniše na Mesecu?
'Proces iz našeg modela ne bi bio ni blizu tako produktivan na Mesecu. Pod jedan, nema dovoljno toplote da bi se značajno pokrenula hemija', smatra Jones.
U zasebnom projektu, Orlandova laboratorija je osmislila sistem zasnovan na istoj hemiji koja će stvoriti vodu na Mesecu u budućim stanicama za astronaute koje će se tu nalaziti.
'Veliki magnetni tornado'
Protoni iz solarnog vetra su mnogobrojniji na Merkuru nego na Zemlji, gde moćno magnetno polje odbacuje čestice solarnog vetra, uključujući protone, natrag u svemir. Merkurovo polje ima samo oko 1 posto te snage i dozvoljava protonima da padnu dole na površinu.
'To su poput velikih magnetnih tornada. Oni uzrokuju ogromne migracije protona preko velikog dela površine Merkura tokom vremena', kaže dr Orlando.
Protoni se implantiraju u planetno tlo do dubine oko 10 nanometara, stvarajući u mineralima hidroksilne grupe (OH), koje difunduju na površinu, a toplota čini ostatak.
'Smatram da je većina vode na Merkuru dospela tamo nakon (s)udara sa asteroidima', poručuje Jones. 'Ali postavlja se i pitanje gde su se asteroidi 'napunili' vodom. Procesi poput ovih mogli bi da nam pomognu u toj zagonetci.'
'Zapravo, nije nužno da komete ili asteroidi sadrže vodu, jer sam sudar sa planetom ili mesecom takođe može da stvori vodu,' smatra Orlando. 'Merkur i Mesec su oduvek bili na meti udara malih asteroida, tako da se proces stalno događa'.
Radarski snimci otkrivaju mesta za koja se veruje da sadrže vodu. Crvena boja pokazuje područja kratera koja su uvek u hladu a žuta mesta visoke reflektivnosti – najverovatnije zbog leda.
Oduvek se sumnjalo da postoji voda na Mesecu. Nedavne poplave gore su to i potvrdile... (slika našeg stalnog dopisnika s Meseca a i šire).
