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水星極地或存厚度足以覆蓋華盛頓的水冰

知識百科華盛頓

據美國宇航局網站報道，該局正在水星軌道運行的信使號探測器獲取的最新數據顯示這顆行星上擁有大量水冰 。大衛·勞倫斯(David Lawrence)是來自約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室(APL)的信使號首席科學家 ， 也是一篇近日發表在在線版《科學通報》雜志上論文的第一作者 。勞倫斯表示：“最新數據顯示在水星極區存在水冰，如果將這些水冰平均鋪滿整個華盛頓，其厚度將超過兩英里(約合3.2公里) 。”
考慮到水星距離太陽如此之近，這顆行星上似乎是不可能存在水的 。但是由于水星的自轉軸傾角非常?。?接近于零(更準確的說是不到1度)，因此在水星的極區存在很多永久陰影區 ?？茖W家們在數十年前便開始猜測在這些永久陰影區內可能存在水冰 。
1991年，這一想法得到了一項重要證據，當時世界上最強大的射電望遠鏡——設在波多黎各島上的阿雷西博射電天線向水星發射的雷達波，在其反射信號上發現這顆行星的極區存在一些反射率高的異乎尋常的“亮區” 。這些亮區的雷達波反射率非常高，其特性和水冰非常相似 。除此之外，很多這種明亮反射區的位置和1970年代美國水手10號探測器拍攝的水星地表大型隕擊坑的位置相對應 。不過科學家們一直無法確定這些亮區的位置和極區的那些永久陰影區位置是否同樣相互吻合 。
但是，隨著去年信使號抵達水星，這一切疑惑都煙消云散了 。信使號探測器搭載的水星雙成像系統在2011年和2012年年初拍攝的圖像證明 ， 那些強烈反射雷達波的亮區的確都位于水星南北兩極的永久陰影區內 。 
而現在 ， 來自信使號的最新數據確認了水星北極永久陰影區內沉積物質的主要成分確是水冰 。在其中一些最寒冷的區域，水冰直接暴露于地表 。而在一些稍稍溫暖一些的區域，似乎有一些稍顯暗色的物質覆蓋著水冰表面 。
信使號使用中子能譜設備測量雷達反射亮區的氫原子豐度 。通過這些測量數據就可以推算出冰的富集量 。勞倫斯表示：“這些中子數據顯示在水星極區的高雷達反射區域存在一層平均厚度約為數十厘米的富氫物質層，其上方還覆蓋有一層10~20厘米厚的表層，這層表層中的氫含量則相對較低 。”他指出：“這層覆蓋在下方的富氫層的氫含量比例和純凈的水體相當 。”

水星極地或存厚度足以覆蓋華盛頓的水冰

文章插圖
　水星北極 。圖像中的紅色區域標示出了水星北極地區迄今在所有信使號觀測圖像中均沒有光照涉及的永久陰影區 。黃色區域則是地基雷達觀測顯示出的高反射明亮區域，可以看出兩者之間的吻合度根據美國宇航局戈達德空間飛行中心的格里高利·紐曼(Gregory Neumann)的說法 ， 信使號搭載的水星激光高度計(MLA)獲得的數據已經在水星地表獲取了超過1000萬個高程數據，用以制作高精度地形圖 。這些高程數據同樣支持了水冰存在的看法 。在另外一份論文中，紐曼和同事們報告了首次對水星處于永久陰影區的北極地區進行的高程測量，結果顯示這些區域存在一些不規則的明亮和暗色的沉積物 。
紐曼表示：“在此之前還從未有人在水星上看到過這些陰暗區域，因此它們一直充滿神秘感 。”紐曼認為這些明亮和暗色的物質都是由彗星或小行星攜帶到水星上來的 。這種說法得到了加州大學洛杉磯分校大衛·佩吉(David Paige)教授一篇文章的支持 。佩吉指出：“這些暗色物質可能是一些復雜有機化合物的混雜體 ， 它們由彗星和富含有機物的小行星在撞擊水星時攜帶而來 ?？赡芤舱峭ㄟ^同樣的機制，水也被帶到了這顆太陽系最內側的行星上 。”