Ученые объяснили появление водяного льда на Меркурии

Меркурий, находясь в непосредственной близости от Солнца, постоянно подвергается интенсивному излучению. Однако в 2012 году аппарат NASA MESSENGER обнаружил в постоянно затененных кратерах на полюсах планеты залежи водяного льда. По оценкам, его запасы составляют от 100 миллиардов до триллиона тонн, а толщина местами достигает десятков метров. Это стало одним из самых неожиданных открытий последних десятилетий.

Как появился лед на Меркурии?

Вопрос происхождения льда оставался открытым. Прежние гипотезы предполагали, что воду могли доставить кометоподобные тела диаметром около 17 км, врезавшиеся в планету на скорости ~30 км/с. Однако новое исследование под руководством Парвати Прем из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса предлагает иной сценарий.

Ученые провели серию компьютерных симуляций, взяв за основу удар, сопоставимый с образованием кратера Хокусай — одного из самых молодых крупных кратеров Меркурия диаметром от 95 до 114 км. По расчетам, такое импактное событие произошло около 100 миллионов лет назад. Тело диаметром от 7 до 10 км врезалось в планету на скорости примерно 20 км/с, практически полностью испарившись.

Механизм накопления льда

После удара вокруг Меркурия образовалось разреженное облако из водяного пара и продуктов испарения пород. Хотя солнечное излучение быстро разрушило большую часть этой оболочки, моделирование показало, что около 30% водяного пара успело переместиться к полюсам. Там, в зоне вечной тени, молекулы воды осаждались и замерзали, формируя ледяные отложения.

Особенно интересна продолжительность этого процесса. От момента формирования облака до начала переноса пара к полюсам прошел один меркурианский солнечный день — 176 земных суток. Этот механизм, по мнению авторов, может быть основным источником льда на ближайшей к Солнцу планете.

Впрочем, окончательно подтвердить гипотезу поможет зонд BepiColombo, запущенный в 2018 году. Он выйдет на орбиту Меркурия в ноябре 2026 года и начнет детальное изучение планеты, в том числе его полярных ледников. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.