Меркурий — ближайшая к Солнцу планета, где дневная температура достигает 430 °C. Однако в затененных кратерах у его полюсов обнаружен водяной лед. Новое исследование предлагает неожиданно простое объяснение. Весь этот лед мог образоваться за один меркурианский день.
Загадка полярного льда
У Меркурия нет настоящей атмосферы, только крайне разреженная оболочка из газов, которую солнечный ветер постоянно рассеивает и пополняет. Казалось бы, в таких условиях вода не могла бы удержаться.
Однако наземные наблюдения и орбитальные зонды зафиксировали яркие участки вблизи полюсов. Это признак наличия водяного льда в постоянно затененных районах.
Кратер как отправная точка
Эти затененные зоны никогда не получают прямого солнечного света, поэтому там царит холод, достаточный для сохранения льда в течение миллионов лет. Ученые давно предполагали, что источником льда мог стать мощный удар.
Исследователи сосредоточились на кратере Хокусай диаметром 97 км, где, по предположению, произошло древнее столкновение. Команда сравнила два сценария. В первом вода попадает в разреженную экзосферу, во втором — в плотную атмосферу, образованную самим ударом. Новое исследование, опубликованное в Journal of Geophysical Research: Planets, впервые полностью смоделировало этот сценарий.
Почему плотная атмосфера спасает воду
Большую часть водяного пара обычно разрушает фотолиз, то есть расщепление молекул под действием солнечных фотонов. Но в плотной послеударной атмосфере срабатывает самоэкранирование. Внешние слои поглощают излучение и защищают внутренние от разрушения.
В базовом сценарии с разреженной экзосферой фотолиз уничтожал до 96 % водяного пара. В ударном сценарии — лишь 46 %. Благодаря этому в полярные холодные ловушки попадало 22,4 % всей смоделированной массы воды, а не 3,4 %, как в базовом варианте.
Лед слишком тонкий
Несмотря на точное воспроизведение общей массы льда, в симуляциях обнаружилось несоответствие. Толщина отложений достигала всего 37 см, тогда как наблюдения указывают на несколько метров.
Исследователи объясняют это тем, что смоделированный импактор мог быть меньше и быстрее, чем тот, который ударил на самом деле. Если объект был больше и медленнее, он мог высвободить больше воды и образовать более толстые отложения. Подтвердить или опровергнуть это смогут данные миссии BepiColombo, которая направляется к Меркурию и должна предоставить более подробную информацию о толщине и распределении полярного льда.
Источник: phys.org
