Während der sengende Planet Merkur möglicherweise nicht der erste Ort ist, an dem Sie nach Eis suchen, bestätigte die MESSENGER-Mission 2012, dass der der Sonne am nächsten gelegene Planet tatsächlich Wassereis in den permanent beschatteten Kratern um seine Pole hält. Jetzt liefert eine neue Studie über das Eis von Merkur noch kontraintuitivere Details darüber, wie dieses Eis gebildet wird. Wissenschaftler sagen, dass Hitze wahrscheinlich dazu beiträgt, einen Teil des Eises zu erzeugen.
Brant Jones, Forscher an der School of Chemistry and Biochemistry von Georgia Tech und Erstautor der Studie, sagte, dies sei keine seltsame, verrückte Idee. Es ist zwar etwas kompliziert, aber meistens nur grundlegende Chemie.
Die extreme Tageshitze des Planeten in Kombination mit den superkalten Temperaturen (minus 200 Grad Celsius) in den permanent beschatteten Kratern könnte wie ein „Chemielabor für die Eisherstellung“ wirken.
"Es gibt eine überraschende Menge Eis auf Merkur und deutlich mehr als auf dem Mond", sagte Brant gegenüber dem Space Magazine.
Der Prozess zur Erzeugung von Eis auf Merkur ähnelt dem auf dem Mond. Bereits 2009 stellten Wissenschaftler fest, dass elektrisch geladene Partikel aus dem Sonnenwind der Sonne mit dem Sauerstoff in einigen Staubkörnern auf der Mondoberfläche interagieren, um Hydroxyl zu produzieren. Hydroxyl (OH) ist nur ein Wasserstoffatom mit einem Sauerstoffatom anstelle der beiden in Wasser vorkommenden Wasserstoffatome.
Brant arbeitete mit anderen Wissenschaftlern zusammen, darunter auch mit dem Kollegen Thomas Orlando von Georgia Tech, um das Verständnis dieses Prozesses zu verfeinern. 2018 veröffentlichten sie ein Papier, das zeigte, dass dieser Prozess auf dem Mond zwar erhebliche Mengen an Hydroxylgruppen produzierte, jedoch nur sehr wenig molekulares Wasser produzierte.
"Obwohl der Sonnenwind bei den Beobachtungen von Wasser auf dem Mond im Jahr 2009 als potenzielle Quelle vorgeschlagen wurde", sagte Orlando per E-Mail, "wurden die Mechanismen nie wirklich identifiziert." Wir haben dies für den Mond modelliert, aber die Bedeutung war auf dem Mond aufgrund der insgesamt sehr niedrigen Temperaturen nicht so bedeutend. “
Sie wussten jedoch, dass dieser Prozess auch auf Asteroiden, Merkur oder jeder anderen Oberfläche stattfinden kann, die vom Sonnenwind bombardiert wird.
"Um molekulares Wasser zu erzeugen, braucht man einen weiteren Wirkstoff, und das ist Wärme", sagte Brant.
Die Tagestemperaturen auf Quecksilber können 400 Grad Celsius oder 750 Grad Fahrenheit erreichen.
Mineralien im Oberflächenboden von Quecksilber enthalten sogenannte Hydroxylgruppen. Die extreme Hitze der Sonne hilft, diese Hydroxylgruppen freizusetzen, und regt sie dann an, ineinander zu schlagen, um Wassermoleküle und Wasserstoff zu produzieren, die sich von der Oberfläche abheben und um den Planeten treiben.
Einige Wassermoleküle werden durch Sonnenlicht abgebaut und zerstreuen sich. Aber andere Moleküle landen in der Nähe von Quecksilberpolen in tiefen, dunklen Kratern, die vor der Sonne geschützt sind. Die Moleküle werden dort gefangen und werden Teil des wachsenden, permanenten Gletschereises im Schatten.
"Es ist ein bisschen wie das Lied Hotel California. Die Wassermoleküle können in die Schatten eindringen, aber niemals gehen “, sagte Orlando in einer Pressemitteilung.
"Die Gesamtmenge, von der wir postulieren, dass sie entstehen würde, beträgt 1013 Kilogramm (10.000.000.000.000 kg oder 11.023.110.000 Tonnen) über einen Zeitraum von etwa 3 Millionen Jahren", sagte Jones. "Der Prozess könnte leicht bis zu 10 Prozent des gesamten Quecksilbereises ausmachen."
Die für ihre Studie verwendeten Daten stammen von der Raumsonde MESSENGER, die zwischen 2011 und 2015 Merkur umkreiste und die chemische Zusammensetzung, Geologie und das Magnetfeld des Planeten untersuchte. Die Ergebnisse von MESSENGER über polares Eis bestätigten frühere Signaturen für Eis, die Jahre zuvor vom erdgestützten Radar aufgenommen wurden.
