Hoewel de brandende planeet Mercurius misschien niet de eerste plaats is waar je zou denken om naar ijs te zoeken, bevestigde de MESSENGER-missie in 2012 dat de planeet die het dichtst bij de zon staat inderdaad waterijs vasthoudt in de permanent beschaduwde kraters rond zijn polen. Maar nu biedt een nieuwe studie over het ijs van Mercurius nog meer contra-intuïtieve details over hoe dit ijs wordt gevormd. Wetenschappers zeggen dat warmte waarschijnlijk helpt om een deel van het ijs te creëren.
Brant Jones, een onderzoeker aan de Georgia Tech's School of Chemistry and Biochemistry en de eerste auteur van de studie, zei dat dit geen vreemd, gek idee is. Hoewel het een beetje ingewikkeld is, is het meestal gewoon basischemie.
De extreme hitte van de planeet in combinatie met de superkoude (minus 200 graden Celsius) temperaturen in de permanent beschaduwde kraters zou kunnen werken als een 'ijsbereidend chemielaboratorium'.
"Er zit verrassend veel ijs op Mercurius en beduidend meer dan op de maan", vertelde Brant aan Space Magazine.
Het proces voor het maken van ijs op Mercurius is vergelijkbaar met wat er op de maan gebeurt. In 2009 bepaalden wetenschappers dat elektrisch geladen deeltjes van de zonnewind van de zon in wisselwerking stonden met de zuurstof in sommige stofkorrels op het maanoppervlak om hydroxyl te produceren. Hydroxyl (OH) is slechts één waterstofatoom met een zuurstofatoom, in plaats van de twee waterstofatomen die in water voorkomen.
Brant werkte samen met andere wetenschappers, waaronder collega Thomas Orlando, ook van Georgia Tech, om het begrip van dat proces te verfijnen. In 2018 publiceerden ze een paper die aantoonde dat hoewel dit proces op de maan aanzienlijke hoeveelheden hydroxylen produceerde, het heel weinig moleculair water produceerde.
"Hoewel de zonnewind in de waarnemingen van het water op de maan in 2009 als een mogelijke bron werd voorgesteld," zei Orlando via e-mail, "werden themamechanismen nooit echt geïdentificeerd. We hebben dit gemodelleerd voor de maan, maar het belang was niet zo belangrijk op de maan vanwege de over het algemeen veel lagere temperaturen. ”
Maar ze wisten dat dit proces ook zou kunnen plaatsvinden op asteroïden, Mercurius of een ander oppervlak dat wordt gebombardeerd door de zonnewind.
'Om moleculair water te maken, heb je nog een ingrediënt nodig, en dat is warmte', zei Brant.
Overdag temperaturen op Mercurius kunnen 400 graden Celsius of 750 graden Fahrenheit bereiken.
Mineralen in Mercury's oppervlakte bevatten zogeheten hydroxylgroepen. De extreme hitte van de zon helpt deze hydroxylgroepen vrij te maken en geeft ze vervolgens energie om in elkaar te slaan om watermoleculen en waterstof te produceren die van het oppervlak opstijgen en rond de planeet drijven.
Sommige watermoleculen worden afgebroken door zonlicht en verdwijnen. Maar andere moleculen landen in de buurt van Mercuriuspolen in diepe, donkere kraters die zijn afgeschermd van de zon. De moleculen raken daar gevangen en worden een deel van het groeiende, permanente gletsjerijs dat zich in de schaduw bevindt.
"Het lijkt een beetje op het nummer Hotel California. De watermoleculen kunnen in de schaduw inchecken, maar ze kunnen nooit weggaan ', zei Orlando in een persbericht.
"Het totale bedrag dat we veronderstellen dat zou worden, is 1013 kilogram (10.000.000.000.000 kg of 11.023.110.000 ton) over een periode van ongeveer 3 miljoen jaar", zei Jones. "Het proces zou gemakkelijk tot 10 procent van het totale ijs van Mercurius kunnen uitmaken."
De gegevens die voor hun studie zijn gebruikt, zijn afkomstig van het MESSENGER-ruimtevaartuig, dat tussen 2011 en 2015 om Mercurius cirkelde en de chemische samenstelling, geologie en het magnetische veld van de planeet bestudeerde. MESSENGER's bevindingen van poolijs bevestigden eerdere handtekeningen voor ijs dat jaren eerder werd opgepikt door op aarde gebaseerde radar.
