Anche se il rovente pianeta Mercurio potrebbe non essere il primo posto in cui si potrebbe pensare di cercare il ghiaccio, la missione MESSENGER ha confermato nel 2012 che il pianeta più vicino al Sole contiene effettivamente ghiaccio d'acqua nei crateri permanentemente in ombra attorno ai suoi poli. Ma ora un nuovo studio sul ghiaccio di Mercurio fornisce dettagli ancora più controintuitivi su come si forma questo ghiaccio. Gli scienziati affermano che il calore probabilmente aiuta a creare parte del ghiaccio.
Brant Jones, un ricercatore della School of Chemistry and Biochemistry della Georgia Tech e primo autore dello studio, ha affermato che questa non è un'idea strana e folle. Sebbene sia un po 'complicato, è principalmente solo chimica di base.
Il calore estremo diurno del pianeta combinato con le temperature super fredde (meno 200 gradi Celsius) nei crateri permanentemente in ombra potrebbe agire come un 'laboratorio di chimica per la produzione di ghiaccio'.
Nonostante il caldo diurno di Mercurio, c'è ghiaccio permanente ai poli, secondo i dati e le immagini della missione MESSENGER. Credito: NASA / MESSENGER
'C'è una quantità sorprendente di ghiaccio su Mercurio e significativamente più che sulla Luna', ha detto Brant a Universe Today.
Il processo per creare il ghiaccio su Mercurio è simile a quello che accade sulla Luna. Nel 2009, gli scienziati hanno determinato particelle caricate elettricamente dal vento solare del Sole stavano interagendo con l'ossigeno presente in alcuni granelli di polvere sulla superficie lunare per produrre idrossile. L'idrossile (OH) è solo un atomo di idrogeno con un atomo di ossigeno, invece dei due atomi di idrogeno presenti nell'acqua.
Brant ha lavorato con altri scienziati, incluso il collega Thomas Orlando, anche lui della Georgia Tech, per affinare la comprensione di quel processo. In 2018, hanno pubblicato un documento ciò ha mostrato che mentre questo processo sulla Luna produceva quantità significative di idrossili, produceva pochissima acqua molecolare.
'Anche se il vento solare è stato suggerito come un potenziale termine fonte nelle osservazioni del 2009 dell'acqua sulla Luna', ha detto Orlando via e-mail, 'i meccanismi non sono mai stati realmente identificati. Abbiamo modellato questo per la Luna, ma l'importanza non era così significativa sulla Luna a causa delle temperature complessive molto più basse'.
Ma sapevano che questo processo potrebbe avvenire anche su asteroidi, Mercurio o qualsiasi altra superficie bombardata dal vento solare.
'Per creare acqua molecolare, hai bisogno di un altro ingrediente, e questo è il calore', ha detto Brant.
Gli scienziati modellano una reazione chimica fattibile, in cui il calore vulcaniano su Mercurio potrebbe aiutarlo a formare il ghiaccio ai suoi poli. Thom Orlando (l.) di Georgia Tech è il principale investigatore del nuovo studio Mercury. Brant Jones (r.) è il primo autore. Credito: Georgia Tech / Rob Felt
Le temperature diurne su Mercurio possono raggiungere i 400 gradi Celsius o 750 gradi Fahrenheit.
I minerali nel suolo superficiale di Mercurio contengono i cosiddetti gruppi ossidrile. Il calore estremo del Sole aiuta a liberare questi gruppi idrossilici, quindi li energizza per scontrarsi l'uno con l'altro per produrre molecole d'acqua e idrogeno che si sollevano dalla superficie e si spostano intorno al pianeta.
Alcune molecole d'acqua vengono scomposte dalla luce solare e si dissolvono. Ma altre molecole atterrano vicino ai poli di Mercurio in profondi e scuri crateri schermati dal Sole. Le molecole rimangono intrappolate lì e diventano parte del ghiaccio glaciale permanente in crescita ospitato nell'ombra.
“È un po' come la canzone Hotel California. Le molecole d'acqua possono entrare nell'ombra ma non possono mai andarsene', ha detto Orlando in un comunicato stampa.
'La quantità totale che postuliamo che diventerebbe ghiaccio è di 1013 chilogrammi (10.000.000.000.000 di kg o 11.023.110.000 tonnellate) per un periodo di circa 3 milioni di anni', ha detto Jones. 'Il processo potrebbe facilmente rappresentare fino al 10% del ghiaccio totale di Mercurio'.
I dati utilizzati per il loro studio provengono dalla navicella spaziale MESSENGER, che ha orbitato attorno a Mercurio tra il 2011 e il 2015, studiando la composizione chimica, la geologia e il campo magnetico del pianeta. Le scoperte di MESSENGER sul ghiaccio polare precedenti firme confermate per il ghiaccio raccolte anni prima dal radar terrestre.