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月球和水星拥有的冰可能远远超过预期

根据NASA的月球轨道勘测器(LRO)和信使号飞船(MESSENGER)最新数据分析,月球和水星含有的冰可能远远超过之前的预期。

探测器在这两个天体两极附近的环形山中都发现了潜在的冰。该研究的第一作者、加州大学洛杉矶分校的Lior Rubanenko说:“我们发现月球上有一些浅坑,这些浅坑通常位于月球南极附近曾被探测到的地表冰层的区域。我们推测,这种浅坑很可能埋藏了厚厚的冰层。”

在过去,望远镜和轨道飞行器就已经在水星上发现了类似冰川的冰沉积物,但到目前为止还没有在月球上发现。这项新研究提出了月球上也存在厚冰层的可能性。这项研究可能不仅有助于解决月球表面相对于水星的冰丰度较低的问题,而且还可能具有实际应用价值,如果得到证实,月球上这个潜在的冷冻水储藏库足以支持长期的月球探索。

水星和月球的两极是我们太阳系中最冷的地方。与地球不同的是,水星和月球的自旋轴的方向是这样的,在它们的极地地区,太阳永远不会高过地平线。因此,极地地形洼地,比如陨石坑,永远看不到太阳。几十年来,人们一直假设这些所谓的永久阴影区域非常寒冷,任何被困在其中的冰都有可能存在了数十亿年。

以前对月球的雷达和成像研究发现,月球的极地热环境与水星非常相似,只有零星的浅层冰沉积物。这一显著的差异是加州大学洛杉矶分校研究人员工作对水星和月球上的极地陨石坑进行对比分析的结果。

水星和月球的无空气表面被许多撞击坑留下了疤痕。这些陨石坑是在流星体或彗星撞击月球表面时形成的。研究小组分析了由较小的、能量较低的撞击体形成的简单陨石坑。这些洼地是由表层灰尘层或风化层的强度维系在一起的,它们往往比大型陨石坑更圆、更对称。加州大学洛杉矶分校的科学家利用这种固有的对称性来估计埋藏在简单陨石坑中冰的厚度。

该研究利用信使号和月球勘测轨道飞行器(LRO)获得的海拔数据,测量了水星和月球上约1.5万个直径在2.5公里至15公里(约1.5英里至9.3英里)之间的简单陨石坑。研究人员发现,水星的北极和月球的南极附近的环形山会变浅10%,但月球的北极不会。

对于这些较浅的陨石坑,最可能的解释是在这两个星球上积累了以前未被发现的厚冰层。为了支持这一结论,研究人员发现,这些陨石坑的极面斜坡比它们的赤道面斜坡略浅,而且由于水星绕太阳运行,这些浅层在促进冰稳定性的区域更为显著。科学家们探测到的地形信号在较小的简单陨石坑中相对更明显,但这并不排除在横跨月球极的较大陨石坑中可能分布更广泛的冰的可能性。

此外,与水星不同的是,在月球上发现的沉积物很可能与风化层混合在一起,形成一层一层的结构。研究人员检测的简单陨石坑的典型年龄表明,这些陨石坑可能会积聚冰,之后在很长一段时间内,这些冰与覆盖在上面的风化层混合在一起。科学家们发现,这些推断出的埋藏冰沉积物与已经探测到的表面冰的位置有关。这一发现可能意味着裸露的冰沉积物可能被挖掘出来,或者它们可能是由来自深度的分子扩散造成的。

摘自:NASA官网

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