W oparciu o dane zebrane przez sondę MESSENGER, NASA ogłosiła 29 listopada 2012 roku obecność wody w postaci lodu wewnątrz zacienionych kraterów w okolicach bieguna północnego Merkurego.
Merkury – pierwsza planeta od Słońca – wydaje się być całkowicie jałowym globem. Jednakże nachylenie osi obrotu Merkurego to mniej niż 1 stopień, co powoduje, że w okolicy merkuriańskich biegunów znajdują się wiecznie zacienione obszary wewnątrz kraterów.
Zanim jeszcze sonda MESSENGER dotarła na orbitę Merkurego, naukowcy zastanawiali się, czy w obszarach podbiegunowych tej planety może występować woda w postaci lodu. We wnętrzu wiecznie zacienionych kraterów podbiegunowych na Merkurym powinny panować bardzo niskie temperatury – rzędu 170 – 100 Kelwinów. Takie niskie temperatury pozwalałyby na zachowanie lodu wodnego.
Obserwacje radarowe obszarów podbiegunowych Merkurego, wykonane między innymi za pomocą radioteleskopu Arecibo (już od 1991 roku), wykazały obecność regionów o innej charakterystyce radiowej od otoczenia. Te obszary znacznie silniej odbijały fale radiowe, co sugerowało możliwość występowania wody w postaci lodu. Następnie, po uzyskaniu obrazów z sondy MESSENGER, okazało się, że wspomniane obszary leżą wewnątrz wiecznie zacienionych kraterów Merkurego. Co ciekawe, okazało się, że prawie wszystkie merkuriańskie kratery o średnicy ponad 10 km i znajdujące się powyżej 80° szerokości geograficznej, zawierają wspomniane obszary silniej odbijające fale radiowe. (Warunki w kraterach mniejszych od 10 km wydają się być niesprzyjające do akumulacji lodu – właściwości termiczne takich kraterów są inne od tych większych od 10 km).
Przysłowiową „kropkę nad i” w poszukiwaniach wody wewnątrz podbiegunowych kraterów Merkurego sonda MESSENGER postawiła w drugiej połowie 2012 roku. Wówczas pomiary za pomocą spektrometru neutronów, laserowego wysokościomierza oraz w bliskiej podczerwieni pozwoliły na określenie miejsc w których występuje woda w postaci lodu. Za pomocą spektrometru neutronów wyznaczono obszary z większą zawartością wodoru – składnika wody (H2O).
Pomiary wykazały, że wcześniej wykryte jasne radarowo obszary są tymi samymi, w których wykryto większą ilość wodoru. Pomiary za pomocą wysokościomierza laserowego wykazały, że te obszary są pokryte materiałem izolującym lód wodny przed warunkami zewnętrznymi.
Co w tej chwili wiemy o wodzie w postaci lodu na Merkurym? Grubość pokładów lodu jest liczona „w dziesiątkach centymetrów”. Ten lód jest osłonięty warstwą około 10 – 20 cm, w której zanotowano mniej wodoru. Ta warstwa wydaje się być optycznie ciemna – bardzo prawdopodobnie jest to mieszanka związków organicznych. Ten materiał odgrywa tu duże znaczenie, ponieważ temperatura powierzchni wewnątrz kraterów może być za wysoka do utrzymania lodu przez długi czas, liczony w dziesiątkach czy setkach milionów lat. Dzięki warstwie związków organicznych temperatura kilkanaście centymetrów pod powierzchnią wnętrza merkuriańskiego krateru podbiegunowego jest odpowiednia dla utrzymania lodu wodnego (kolorowe obszary na grafice w galerii tego artykułu). Co ciekawe, istnieją także miejsca na Merkurym, gdzie lód wodny nie potrzebuje ochronnego płaszcza (białe obszary na grafice w galerii tego artykułu).
Skąd może pochodzić woda oraz związki organiczne na Merkurym? Najbardziej prawdopodobne źródło to komety i planetoidy, które przez miliardy lat uderzały w tę planetę. Te obiekty, które uderzyły w obszary polarne Merkurego miały szansę tam pozostać, osłonięte od promieni pobliskiego Słońca.
Odkrycie i potwierdzenie istnienia lodu wodnego na Merkurym rzuca nowe światło na przeszłość i teraźniejszość tej planety. Teraz czas odpowiedzieć na kolejne pytania – czy kiedykolwiek woda na Merkurym mogła w jakiś niszach przez chwilę istnieć w stanie ciekłym? Czy i jakie reakcje następowały pomiędzy wodą a związkami organicznymi? Czy jakieś procesy związane z lodem wodnym zachodzą i dziś? Odpowiedzi na te pytania prawdopodobnie przyniesie dedykowany lądownik. Niestety, w tej chwili żadna agencja kosmiczna nie planuje wysłania lądownika na Merkurego.
(JPL)
