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水星|来自太阳的强烈热量帮助水星形成冰。 等等...什么？

假若你要在太阳系中寻找冰 ， 水星这样灼热的行星绝不会是你的第一候选 。 然而NASA的“信使号”卫星任务（the MESSENGER）在2012年证实的信息可能会与你的推测大相径庭,据科学家声称：水星这颗最靠近太阳的行星确实可以在极地的永久阴暗区域的陨石坑中保存有水冰 。然而 ， 现在最新的有关水星有冰的研究却提供了更多的反直觉细节：热量很可能有助于形成冰 。
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美国佐治亚理工学院化学与生物化学学院的研究员布兰特·琼斯（Brant Jones）是该研究的第一作者 ， 他说这不是一个疯狂的想法 ， 这主要基本化学 ， 尽管有点复杂 。
水星白昼的极端高温 ， 加上永久阴暗坑中的超级低温（负200°C） ， 可能就形成了一个“制冰化学实验室” 。
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根据信使号卫星任务的数据和图像 ， 尽管水星白天很热 ， 但两极却有永久冰存在 。图片来源：NASA / MESSENGER
布兰特对《天文在线》说：“水星上的冰量令人惊讶 ， 而且远远超过了月球的量 。 ”
在水星上结冰的过程与在月球上发生的类似 。 科学家就确定太阳风中的带电粒子与月球表面一些尘埃颗粒中的氧气相互作用产生羟基（-OH） 。 羟基只是一个氢原子和一个氧原子 ， 而不是通常在水里发现的两个氢原子和一个氧原子 。
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布兰特与其他科学家合作 ， 包括同样来自佐治亚理工学院的同事托马斯·奥兰多（Thomas Orlando） ， 以完善对这一过程的理解 。 2018年 ， 他们发表了一篇论文 ， 表明月球上的这一过程不会产生大量的羟基 ， 只会产生少量的水分子 。
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奥兰多解释说：“尽管太阳风在2009年的月球观测中被认为是一个潜在的原因 ， 但其机制从来没被确认 。 我们在模拟了这一过程 ， 但由于月球上的整体温度要低得多 ， 所以这一过程也就没那么重要了 。 ”
【水星|来自太阳的强烈热量帮助水星形成冰。 等等...什么？】但是他们知道这个过程也可能发生在小行星 ， 水星或被太阳风轰击过的其他表面上 。
布兰特说：“为了产生水分子 ， 您还需要一种成分 ， 那就是热量 。 ”
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科学家们对一种可行的化学反应进行了建模 ， 在该化学反应中 ， 水星上的热量可以帮助其在两极制造冰 。佐治亚理工学院的汤姆·奥兰多（左）是新的水星研究首席研究员 。布兰特·琼斯（右）是第一作者 。源自：佐治亚理工大学/ Rob Felt
水星的白昼温度可达400°C或750°F 。
在水星表层土壤中的矿物质中 ， 含有传说中的羟基 。 来自太阳的大量热量有助于释放这些羟基 ， 并且激发这些羟基相互解体 ， 从而产生水分子和氢气 ， 这些水分子和氢气从表层土壤溢出并在行星表面悬浮 。
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其中一些水分子会被阳光分解并消散 。 但是仍有一些水分子落在了水星极地附近 ， 在那些可以遮挡住阳光的又黑又深的陨石坑中 。这些分子被困在那里并成为阴影中永久冰川的一部分 ， 而且不断产生新的冰 。
奥兰多在新闻稿中说到“这有点像美国老鹰乐队的单曲《加州旅馆》（Hotel California） ， 水分子进入黑暗之中再也无法离开 。 ”
琼斯说：“我们估计的在三百万年间生成冰的总量为1013千克（十万亿千克或一百一十亿吨） 。 该过程很可能占到了水星总冰量的10％ 。 ”
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他们研究所使用的数据来自信使号（MESSENGER）航天器 ， 该航天器在2011年至2015年间围绕水星运行 ， 研究了行星的化学成分 ， 地质学和磁场 。 信使号对极地冰的发现证实了多年前地基雷达探测到冰的特征是正确的 。
FY: 胡杨成林
作者：Nancy Atkinson
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