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分享 網管 - 科學新知 | 2020-03-25 | 人氣:293
2020 年 03 月 17 日

違反直覺,離太陽最近的水星

可能擁有比月亮還多的水冰


 

太陽系八大行星中最靠近太陽的水星,很難想像白天溫度突破 400℃ 也會結冰,然而美國喬治亞理工學院團隊新研究指出,水星兩極有些火山口終生未見陽光,可能是天然的巨大製冰室。

 

如果我們可以站在水星上,抬頭所見太陽大小是地球的 3 倍、亮度高 7 倍,因為離太陽最近,水星赤道地區白天溫度飆升到 430℃,夜間又降至零下 172℃。然而正是這種一天內極端溫差,科學家發現水星既是太陽系最熱的地方之一、又同時擁有冰層。

水星表層土壤礦物質含有羥基(-OH),由一個氫和一個氧原子組成,白天高溫會使原子分離並相互碰撞,從而產生水分子;接著這些水分子漂在空氣中,有些又被炙熱的陽光分解蒸發,但有些分子漂到陽光照不到的區域,包括兩極地區的隕石坑(極區氣溫終年維持在零下 172℃),由於水星沒有大氣層,自身不會產生其他熱量,因此這些不受太陽照射的水分子便在隕石坑內結成冰。

這化學反應並不複雜,來自太陽風的大量質子是化學反應的關鍵。在地球,強大的地磁場阻擋了大部分質子等太陽風粒子,然而水星磁場只有地球 1.1%,因此質子不會偏轉,而像龍捲風渦旋到地表,隨著時間推移,質子在水星表面引起巨大的質子遷移反應,質子將自身植入深約 10 奈米的土壤,在礦物中形成羥基(-OH)。

喬治亞理工學院團隊的模型顯示,水可以在這顆具所有必需成分的行星以冰的形式堆積。

團隊基於 NASA 信使號(MESSENGER)探測器數據的分析更表明,300 萬年來,可能有 11,023,110,000 噸水分子在極區火山口內結成冰,約佔水星冰總量 10%。雖然水星似乎是太陽系最不可能出現水和冰的行星,但早期雷達成像數據顯示,水星的兩極附近雷達反射率極高,是冰層跡象。

讓科學家更震驚的是,水星發現的水冰量可能遠超過月球的水冰量。

科學界共識認為,水星的水也來自小行星撞擊帶入,但問題在於充滿水的小行星從哪裡獲得水?研究計畫主持人、喬治亞理工學院生物化學家 Thomas Orlando 表示,也許彗星或小行星並不需要攜帶水,僅與行星碰撞也能產生水。

新論文發表在《天文物理期刊通訊》(Astrophysical Journal Letters)。

(首圖來源:pixabay

原文網址:https://technews.tw/2020/03/17/mercury-ice-oh-messenger-water/