2012'de bilim adamları, Merkür'ün kutup bölgelerinde çok miktarda su buzu tespit edildiğini keşfetmekten çok memnun oldular. Bu kalıcı gölgeli bölgedeki su buzunun varlığı yaklaşık 20 yıldır spekülasyon konusu olsa da, ancak Merkür Yüzey, Uzay Ortamı, Jeokimya ve Menzil (MESSENGER) uzay aracının bunun doğrulandığı kutup bölgesini araştırmasından sonraydı. .
MESSENGER verilerine dayanarak, Merkür'ün her iki kutupta da 100 milyar ila 1 trilyon ton arasında su buzu olabileceği ve buzun yerlerde 20 metreye (65.5 ft) kadar derin olabileceği tahmin edildi. Bununla birlikte, Brown Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi tarafından yapılan yeni bir araştırma, kuzey kutup bölgesinde buz içeren üç ek büyük krater ve daha birçok küçük krater olabileceğini gösteriyor.
“Küçük Ölçekli Soğuk Tuzaklarda ve Merkür Lazer Altimetresinden Merkür'ün Kuzey Kutup Bölgesi'ndeki Üç Büyük Kraterde Yüzey Suyu Buzuna İlişkin Yeni Kanıtlar” başlıklı çalışma, Jeofizik Araştırma Mektupları. NASA ASTAR Üyesi ve Brown Üniversitesi'nde doktora adayı olan Ariel Deutsch liderliğindeki ekip, küçük ölçekli tortuların Merkür üzerindeki toplam buz miktarını nasıl önemli ölçüde artırabileceğini düşündü.
Güneşe en yakın gezegen olmasına ve Güneşe bakan tarafında kavurucu yüzey sıcaklıklarına rağmen, Merkür'ün düşük eksenel eğimi, kutup bölgelerinin kalıcı olarak gölgeli olduğu ve ortalama sıcaklıkların yaklaşık 200 K (-73 ° C; -100 °) olduğu anlamına gelir. F). Bu bölgelerde buzun var olabileceği fikri, Dünya merkezli radar teleskoplarının kutup kraterleri içinde oldukça yansıtıcı noktalar tespit ettiği 1990'lara dayanmaktadır.
Bu, MESSENGER uzay aracı, gezegenin kuzey kutbundan su buzu ile tutarlı olan nötron sinyalleri tespit ettiğinde doğrulandı. O zamandan beri, Merkür'ün yüzey buzunun yedi büyük kraterle sınırlı olduğu genel fikir birliği oldu. Ancak Ariel Deutsch'un bir Brown Üniversitesi basın açıklamasında açıkladığı gibi, o ve ekibi onların ötesine bakmaya çalıştı:
“Varsayım, Merkür üzerindeki yüzey buzunun ağırlıklı olarak büyük kraterlerde mevcut olduğu, ancak bu daha küçük ölçekli tortular için de kanıt gösteriyoruz. Bu küçük ölçekli tortuların kraterler içindeki büyük tortulara eklenmesi, Merkür üzerindeki yüzey buz envanterine önemli ölçüde katkıda bulunuyor. ”
Bu yeni çalışma adına Deutsch'e NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden bir araştırma bilim adamı olan Gregory A. Neumann ve James W. Head katıldı. Brown, Dünya Çevre ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde profesör olmasının yanı sıra MESSENGER ve Ay Keşif Orbiter misyonları için ortak araştırmacı olarak görev yaptı.
Birlikte, MESSENGER’in Mercury Laser Altimetre (MLA) cihazından verileri incelediler. Bu araç MESSENGER tarafından uzay aracı ve Merkür arasındaki mesafeyi ölçmek için kullanıldı, sonuçta elde edilen veriler daha sonra gezegenin yüzeyinin ayrıntılı topografik haritalarını oluşturmak için kullanıldı. Ancak bu durumda, MLA, buz varlığını gösteren yüzey yansıtmasını ölçmek için kullanıldı.
MESSENGER misyonunda bir enstrüman uzmanı olarak Neumann, altimetrenin yansıma sinyalini kalibre etmekten sorumluydu. Bu sinyaller, ölçümlerin tepeden mi yoksa bir açıyla mı alındığına bağlı olarak değişebilir (ikincisi “nadir” okumalar olarak adlandırılır). Neumann’ın düzenlemeleri sayesinde, araştırmacılar su buzu ile tutarlı olan üç büyük kraterde yüksek yansıtma birikimlerini tespit edebildiler.
Tahminlerine göre, bu üç krater yaklaşık 3.400 kilometrekare (1313 mi²) ölçülerinde buz tabakaları içerebilir. Ayrıca ekip, bu üç büyük krateri çevreleyen araziye de baktı. Bu alanlar kraterlerin içindeki buz tabakaları kadar yansıtıcı olmasa da, Merkür'ün ortalama yüzey yansımasından daha parlaktı.
Bunun ötesinde, daha küçük ölçekli birikintilerin kanıtlarını bulmak için altimetre verilerine de baktılar. Buldukları şey, her biri 5 km'den (3 mi) daha küçük çaplara sahip olan ve aynı zamanda yüzeyden daha yansıtıcı olan dört küçük kraterdi. Bundan, daha önce keşfedilmemiş daha büyük buz birikintileri değil, aynı zamanda buzun da varolabileceği daha küçük “soğuk tuzaklar” olduğu sonucuna vardılar.
Bu yeni keşfedilen üç büyük birikinti ile yüzlerce daha küçük birikinti arasında Merkür'deki toplam buz hacmi daha önce düşündüğümüzden çok daha fazla olabilir. Deutsch'un dediği gibi:
“Bu gelişmiş yansıma imzasının, bu araziye yayılmış küçük ölçekli buz yamaları tarafından yönlendirilmesini öneriyoruz. Bu yamaların çoğu altimetre aleti ile ayrı ayrı çözülemeyecek kadar küçüktür, ancak toplu olarak genel olarak gelişmiş yansımalara katkıda bulunurlar ... Bu dördü sadece MESSENGER cihazları ile çözebileceğimiz kişilerdi. Muhtemelen bunların bir kilometreden birkaç santimetreye kadar değişen boyutlarda, çok, çok daha fazlası olduğunu düşünüyoruz. ”
Geçmişte, ay yüzeyi çalışmaları, çatlamış kutup bölgelerinde su buzunun varlığını da doğruladı. Daha fazla araştırma, daha büyük kraterlerin dışında küçük “soğuk tuzakların” da buz içerebileceğini gösterdi. Bazı modellere göre, bu daha küçük tortuları hesaba katmak, Ay'daki toplam buz miktarlarını etkili bir şekilde iki katına çıkarabilir. Aynı şey Merkür için de geçerli olabilir.
Ancak Jim Head'in (bu çalışma için Deutsch Ph.D. danışmanı olarak da görev yapan) belirttiği gibi, bu çalışma da Güneş Sistemindeki suyun nereden geldiğine dair kritik soruya yeni bir bakış getiriyor. “Anlamak istediğimiz en önemli şeylerden biri su ve diğer uçucuların Dünya, Ay ve gezegen komşularımız dahil olmak üzere iç Güneş Sistemi üzerinden nasıl dağıtıldığıdır” dedi. “Bu çalışma, su kanıtı aramak için gözlerimizi yeni yerlere açıyor ve Merkür'de düşündüğümüzden çok daha fazlası olduğunu gösteriyor.”
Güneş Sisteminin daha önce şüphelenilenden daha sulu olabileceğini göstermenin yanı sıra, Merkür ve Ay'da bol buz bulunması, bu cisimler üzerinde karakol inşa etmek için teklifleri güçlendirdi. Bu karakollar, yerel birikintiler su buzunu hidrazin yakıta dönüştürebilir, bu da Güneş Sistemi boyunca uzun menzilli görevlerin montaj maliyetlerini büyük ölçüde azaltacaktır.
Daha az spekülatif olan tarafta, bu çalışma Güneş Sisteminin nasıl oluştuğu ve evrimleştiği hakkında yeni bilgiler sunuyor. Su bugün bildiğimizden çok daha fazlaysa, gezegensel oluşumun ilk dönemlerinde, muhtemelen Güneş Sistemi boyunca asteroitler ve kuyruklu yıldızlar tarafından dağıtıldığında daha fazlasının mevcut olduğunu gösterecektir.
