除了(le)作为唯一能够(gou)支持生命(ming)的(de)溶剂(ji)之外,水(shui)对生命(ming)至关重要,正(zheng)如我们在(zai)(zai)地(di)(di)球上所(suo)知(zhi)道的(de)那样。因此,在(zai)(zai)其他星球上找到水(shui)的(de)沉积(ji)物 - 无论是液体还是冰 - 都是令人兴奋的(de)。即使在(zai)(zai)不被视为潜在(zai)(zai)生命(ming)可能存(cun)在(zai)(zai)的(de)地(di)(di)方,水(shui)的(de)存(cun)在(zai)(zai)也为探(tan)索,科(ke)学研究甚至人类(lei)前哨(shao)基地(di)(di)的(de)建立提供了(le)机会(hui)。

就(jiu)月球和水(shui)(shui)星而言,情况确实如此(ci),在极地(di)周围永久阴影(ying)的坑(keng)洼地(di)发现了(le)水(shui)(shui)冰。但根据对月球勘测(ce)轨道(dao)器和信使号宇(yu)宙飞船(chuan)数据的新分析(xi),月球和水(shui)(shui)星存在的水(shui)(shui)可能比以前想象的要多得多。

描述这一新发现的研究最近发表在Nature Geoscience杂志。该团队由Lior Rubanenko和David A. Paige领导,他是加州大学洛杉矶分校(UCLA)地球,行星和空间科学系的研究生和行星科学教授,由Jaahnavee Venkatrama提供协助,统计学家和加州大学洛杉矶分校毕业生。

蓝色区域显示月球南极可能存在水冰的位置

当它出现(xian)时,水星和(he)(he)月(yue)亮有很多共(gong)同之处。两者都是岩石星球,由硅酸盐(yan)矿(kuang)物和(he)(he)金属组成(cheng),在(zai)金属核心和(he)(he)硅酸盐(yan)地幔和(he)(he)地壳之间存在(zai)差异(yi)。此外(wai),它们(men)的定向方(fang)式(shi)使得太(tai)阳永远(yuan)不(bu)会高出地平线(xian),留下永久(jiu)阴影。

因此,这些地区(qu)是太阳系中最寒冷的地区(qu),地形(xing)洼(wa)地(如撞击(ji)坑)根本没有阳光照射。几十年来,科学家们推测(ce),被(bei)困在其中的水冰可能(neng)存活数(shu)十亿年。近年来,月球勘(kan)测(ce)轨道器(LRO)和信使轨道器等任务证实(shi)了这一点。

尽管它们(men)的(de)极地热环境彼此非常(chang)相似,但这些观测(ce)结(jie)果显示水星上的(de)冰(bing)块状冰(bing)沉(chen)积物而不是月球。然而,之前的(de)雷达和成像研究显示,在(zai)南极 - 艾特(te)肯(ken)盆地的(de)沙克(ke)尔(er)顿陨石坑(keng)和其(qi)他低洼地区,只有(you)斑块状的(de)浅冰(bing)沉(chen)积物。

Nancy Chabot是(shi)约翰霍(huo)普金斯大学应用物(wu)理实验室(JHUAPL)的MESSENGER Mercury Dual Imaging System的仪(yi)器科(ke)学家。她(ta)解释说:

“我们发现水星的极地沉积物主要由水冰组成,并广泛分布在水星的北极和南极地区。水星的冰沉积物似乎比月球上的冰块少得多,并且在过去的数千万年中相对新鲜,可能是放置或更新。

水星北极的信使数据显示水冰的极地沉积物

水星与月(yue)亮(liang)之间的(de)(de)(de)这种莫名其妙的(de)(de)(de)差(cha)异促使加州(zhou)大学洛杉(shan)矶分校的(de)(de)(de)团队对水星和月(yue)球上的(de)(de)(de)极地(di)陨石坑进(jin)行了比(bi)较分析,以深入(ru)研究这两个世界之间的(de)(de)(de)差(cha)异。通(tong)过再次查看数据,他们(men)的(de)(de)(de)分析提出了月(yue)球陨石坑区域(yu)也可能(neng)存在(zai)厚厚的(de)(de)(de)冰沉积物的(de)(de)(de)可能(neng)性。

通过(guo)检查MESSENGER和(he)LRO在水星和(he)月球(qiu)上大(da)约15,000个由较(jiao)小的(de)(de),较(jiao)少(shao)能(neng)量的(de)(de)撞击形成的(de)(de)简单陨石坑获(huo)得的(de)(de)高(gao)程数据来达(da)到(dao)这一结论。这些(xie)陨石坑直(zhi)径在2.5至15公里(li)(约1.5英里(li)至9.3英里(li))之间(jian),由表面灰尘层的(de)(de)强度保(bao)持在一起(qi),并且比大(da)陨石坑更倾向于更圆(yuan)形和(he)对称。

加州大(da)学洛杉矶分校的(de)科学家利用这种固有的(de)对(dui)称性(xing)来估算其(qi)中(zhong)捕获的(de)冰的(de)厚度(du)。他们发现的(de)是(shi)他们检(jian)查过的(de)陨石(shi)坑,当它们位于水星和月球南(nan)极附近(jin)的(de)北极附近(jin)时,其(qi)中(zhong)很大(da)一部分浅10%,但(dan)不在月球的(de)北极附近(jin)。

该小组的(de)结论是,对这(zhei)种深度差(cha)异的(de)最可能的(de)解释是两(liang)个(ge)世界都积(ji)(ji)累了(le)厚厚的(de)冰沉积(ji)(ji)物。这(zhei)得到了(le)这(zhei)样一个(ge)事(shi)实的(de)支持:这(zhei)些(xie)陨石坑的(de)面(mian)向(xiang)极的(de)斜坡看起来比(bi)它(ta)们面(mian)向(xiang)赤道的(de)斜坡略浅,并且这(zhei)些(xie)差(cha)异在水(shui)星围(wei)绕太阳的(de)轨道促(cu)进(jin)冰稳定的(de)地区(qu)更为(wei)显着(zhe)。

他们还发现这(zhei)些潜在(zai)的地下冰(bing)(bing)沉(chen)积与(yu)具有表面冰(bing)(bing)的陨石(shi)坑相吻合。正如Rubanenko所总(zong)结:

“我们发现浅陨石坑往往位于月球南极附近先前探测到地表冰的区域推断这种变浅很可能是由于埋藏着厚厚的冰沉积物。”

虽然(ran)已发现水星陨(yun)(yun)石(shi)坑北(bei)部地区的冰块几乎是纯净的,但(dan)月(yue)球(qiu)上探测到(dao)的沉积物(wu)很可能(neng)与风化层混合并分层。最后,虽然(ran)观(guan)察(cha)到(dao)这种趋势(shi)对于较小的简单陨(yun)(yun)石(shi)坑,但(dan)并不排除冰也可能(neng)在(zai)较大(da)的陨(yun)(yun)石(shi)坑中普遍存(cun)在(zai)。

这项研究不仅可(ke)以(yi)(yi)帮(bang)助解决月(yue)球(qiu)(qiu)冰的明显低丰度(du)(相对于水星)的问题,它还可(ke)以(yi)(yi)有实际应用。LRO 说 Noah Petro项目 美国宇航局戈达德(de)太空(kong)飞行中心(xin)的科学家(jia),“如果得到(dao)证实,月(yue)球(qiu)(qiu)上这个潜(qian)在的冰冻(dong)水库(ku)可(ke)能足以(yi)(yi)维持长期的月(yue)球(qiu)(qiu)探测。”

随着多个(ge)计(ji)划在(zai)(zai)Moon's South Pole-Aitken盆地建立(li)研究前哨基地,可(ke)能(neng)存(cun)在(zai)(zai)更(geng)多的(de)水(shui)冰(bing)是一个(ge)非常好的(de)消息。如果(guo)得到证实,这些(xie)丰(feng)富的(de)水(shui)冰(bing)可(ke)以促(cu)进更(geng)多的(de)前哨,燃(ran)料制(zhi)造(zao)业(ye)务(wu),加(jia)油站的(de)建立(li),甚至可(ke)能(neng)是永久的(de)月球定居(ju)点(dian)。