2012-ben a tudósok örömmel fedezték fel, hogy a Merkúr sarki sarkvidékein hatalmas mennyiségű vízjeget fedeztek fel. Míg a vízjég létezésével ebben az állandóan árnyékolt térségben körülbelül 20 éve spekulációnak vettek részt, csak azt követően, hogy a higanyfelület, az űrkörnyezet, a geokémia és a Ranging (MESSENGER) űrhajó megvizsgálta a sarki térséget, megerősítették ezt. .
A MESSENGER adatai alapján a becslések szerint a Merkúrnak mindkét pólusán 100 milliárd és 1 trillió tonna vízjég lehet, és egyes helyeken a jég akár 20 méter (65,5 láb) mélységű is lehet. Ugyanakkor a Brown Egyetem kutatói csoportjának egy új tanulmánya rámutat arra, hogy az északi sarkvidéki térségben további három nagy kráter és még sok más kisebb is lehet, amelyek jéggel is rendelkeznek.
Az „Új bizonyítékok a felszíni vizek jégére a kis léptékű hidegcsapdákban és a higany északi sarkvidékének három nagy kráterében a higanylézer lézeres magasságmérővel” című kiadványát nemrégiben tették közzé a Geofizikai kutatási levelek. Ariel Deutsch, a NASA ASTAR munkatársa és a Brown Egyetemen folytatott doktori jelölt vezetésével a csoport mérlegelte, hogy a kis léptékű betétek drasztikusan megnövelhetik a higany teljes jégmennyiségét.
Annak ellenére, hogy a Naphoz a legközelebbi bolygó, és a nap felé néző oldalán a perzselő felület hőmérséklete tapasztalható, a Merkúr alacsony tengelyirányú dőlése azt jelenti, hogy a sarki területei állandóan vannak árnyékolva, és átlagos hőmérséklete körülbelül 200 K (-73 ° C; -100 °). F). Az a gondolat, hogy ezeken a régiókban jég létezik, az 1990-es évekre nyúlik vissza, amikor a földi radarteleszkópok a polarikus kráterekben nagyon fényvisszaverő foltokat fedeztek fel.
Ezt megerősítették, amikor a MESSENGER űrhajó a bolygó északi pólusától olyan neutronjeleket észlel, amelyek összhangban vannak a vízjéggel. Azóta az az általános egyetértés, hogy a Merkúr felszíni jégét hét nagy kráterre korlátozta. De amint Ariel Deutsch egy Brown University sajtónyilatkozatában kifejtette, ő és csapata megpróbált rájuk túllépni:
„Feltételezzük, hogy a Merkúr felszíni jége túlnyomórészt nagy kráterekben létezik, de ezeknek a kisebb méretű lerakódásoknak is bizonyítékait mutatjuk be. E kisméretű lerakódások hozzáadása a kráterekben levő nagy lerakódásokhoz jelentősen növeli a Merkúr felszíni jégkészletét. "
Ezen új tanulmány kedvéért a Deutsch-hoz Gregory A. Neumann, a NASA Goddard űrrepülési központjának kutatója és James W. Head csatlakozott. Amellett, hogy a Brown professzora a Föld-, Környezet- és Bolygótudományi Tanszék tanszékén dolgozott, a MESSENGER és a Lunar Reconnaissance Orbiter missziók társ-kutatója volt.
Együtt megvizsgálták a MESSENGER Mercury Laser Altimeter (MLA) műszer adatait. Ezt a műszert a MESSENGER használt az űrhajó és a Merkúr közötti távolság mérésére, és az így kapott adatokat felhasználták a bolygó felületének részletes topográfiai térképeinek elkészítéséhez. De ebben az esetben az MLA-t használták a felületi visszaverődés mérésére, ami jeges jelenlétre utalt.
MESSENGER küldetésű műszer-szakemberként Neumann volt felelős a magasságmérő reflektációs jelének kalibrálásáért. Ezek a jelek attól függően változhatnak, hogy a méréseket felülről vagy szögből végezzék (amelyek utóbbiit „mélypont nélküli” értékeknek tekintik). Neumann kiigazításának köszönhetően a kutatók három további nagy kráterben képesek voltak felismerni a nagy reflexiós lerakódásokat, amelyek összhangban álltak a vízjéggel.
Becsléseik szerint ez a három kráter körülbelül 3400 négyzetkilométer (1313 mérföld) méretű jéglapokat tartalmazhat. Ezenkívül a csapat megvizsgálta a három nagy krátert körülvevő terepet is. Noha ezek a területek nem voltak olyan fényvisszaverő képesek, mint a kráterek belsejében lévő jéglapok, fényesebbek voltak, mint a Merkúr átlagos felületvisszaverődése.
Ezen felül a magasságmérő adatait is megvizsgálták, hogy bizonyítékot szerezzenek a kisebb léptékű lerakódásokról. Azt találták, hogy négy kisebb kráter található, amelyek átmérője kevesebb, mint 5 km (3 mérföld) volt, amelyek szintén jobban tükrözték a felületet. Ebből arra a következtetésre jutottak, hogy nem csak a korábban fel nem fedezett nagy jéglerakódások voltak, hanem valószínűleg sok kisebb „hidegcsapda” is, ahol jég is létezhet.
E három újonnan felfedezett nagy lerakódás között, és amely akár több száz kisebb lerakódás is lehet, a Merkúr jégmennyisége jóval nagyobb lehet, mint azt korábban gondoltuk. Ahogy Deutsch mondta:
"Azt javasoljuk, hogy ezt a fokozott fényvisszaverő képességet kis méretű jégfoltok vezetik, amelyek ezen a terepen vannak elterjedve. Ezeknek a javításoknak a többsége túl kicsi ahhoz, hogy egyedileg feloldódjanak a magasságmérő műszerrel, de együttesen hozzájárulnak az általános fokozott reflexióhoz ... Csak ezeket a négyet tudtuk megoldani a MESSENGER műszerekkel. Úgy gondoljuk, hogy ezek közül valószínűleg sok, még sok más létezik, méretük egy kilométertől néhány centiméterig terjed. "
A múltban a holdfelület vizsgálata megerősítette a vízjég jelenlétét a kráterelt sarki sarkokban. További kutatások rámutattak, hogy a nagyobb kráterek mellett a kis „hidegcsapdák” tartalmazhatnak jég is. Egyes modellek szerint ezeknek a kisebb lerakódásoknak a elszámolása hatékonyan megduplázhatja a Hold jégmennyiségének becslését. Ugyanez igaz a Merkúrra is.
De amint azt Jim Head (aki szintén a Deutsch Ph.D. tanácsadója volt ennek a tanulmánynak), ez a munka új megfontolást ad a Naprendszer vízéből fakadó kritikus kérdéshez. "Az egyik legfontosabb dolog, amit meg akarunk érteni, az, hogy a víz és más illékony anyagok hogyan oszlanak el a belső Naprendszerben - beleértve a Földet, a Holdot és a bolygónk szomszédainkat" - mondta. "Ez a tanulmány új helyekre nyitja meg a szemét a víz bizonyítékainak felkutatására, és azt sugallja, hogy sokkal több a higanyon található, mint gondoltuk."
Amellett, hogy rámutatott arra, hogy a Naprendszer vizes lehet, mint azt korábban feltételezték, a bőséges jég jelenléte a Merkúron és a Holdon megerősítette az ezen testek előőreinek építésére irányuló javaslatokat. Ezek a kijáratok képesek lennének arra, hogy a helyi vízjéget hidrazin-üzemanyaggá alakítsák, ami drasztikusan csökkentené a hosszú távú küldetések telepítésének költségeit a Naprendszerben.
A dolgok kevésbé spekulatív oldalán ez a tanulmány új betekintést nyújt a Naprendszer kialakulásához és fejlődéséhez is. Ha a víz sokkal bőségesebb, mint tudtuk, akkor ez azt jelzi, hogy több volt jelen a bolygóképződés korai korszakaiban, feltehetően akkor, amikor az aszteroidák és üstökösök a Naprendszerben terjesztették.
