水星攝氏四百度高溫可能有助製造冰塊


水星白天的溫度達到攝氏四百度,很難相信水星上會結冰。 不過一項即將進行的研究顯示,最靠近太陽的水星上的熱量可能有助於製造一些冰塊。

美國佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)化學與生物化學學院的研究人員布蘭特·鍾斯(Brant Jones)指出,與地球一樣,小行星提供水星的大部分水份。但是白天的極端高溫可能與極地隕石坑角落的攝氏零下二百度的寒冷低温相結合,這些隕石坑從未見過陽光,可以充當巨大的製冰化學實驗室。

其實有關的化學反應機制不太複雜,但新的研究模擬水星的複雜條件,包括太陽風使帶電粒子撞擊水星表面,其中許多質子是有關化學反應的關鍵。 該模型提供了一條可行的途徑,使到水可以由冰的形式出現並且收集。

水星表層土壤中的礦物質含有羥基(hydroxyl groups),主要由質子產生。 在該模型中,極高的熱量有助於釋放羥基,然後激發它們相互粉碎,生成水分子和氫,這些分子從土壤表層升起並在行星周圍漂移。

一些水分子被陽光分解或上升到遠高於水星表面的位置,但其它分子則落在水星的兩極永久性的隕石坑陰影附近,將冰層與太陽隔離開來。水星沒有大氣層,因此也沒有傳導熱量的空氣,這些水分子成為陰影中永久冰川的一部分。

【圖:美國太空總署;文:節譯自物理學機構網頁】 研究全文將會刊登在2020年3月16日出版的《天體物理學報快報》

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