ย้อนกลับไปในปี 2012 นักวิทยาศาสตร์มีความยินดีที่ค้นพบว่าภายในบริเวณขั้วโลกของเมอร์คิวรี่พบน้ำแข็งจำนวนมหาศาล ในขณะที่การดำรงอยู่ของน้ำแข็งในพื้นที่สีเทาถาวรนี้เป็นเรื่องของการเก็งกำไรประมาณ 20 ปีมันเป็นเพียงหลังจากพื้นผิวของดาวพุธสิ่งแวดล้อมอวกาศธรณีเคมีและยานอวกาศ (MESSENGER) ศึกษาพื้นที่ขั้วโลกที่ได้รับการยืนยัน .
จากข้อมูลของ MESSENGER นั้นเป็นที่คาดกันว่าปรอทสามารถมีน้ำแข็งในน้ำได้ระหว่าง 1 แสนล้านถึง 1 ล้านล้านตันที่ขั้วทั้งสองและน้ำแข็งนั้นอาจอยู่ลึกถึง 20 เมตร (65.5 ฟุต) อย่างไรก็ตามการศึกษาใหม่โดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบราวน์ระบุว่าอาจมีหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่เพิ่มอีกสามแห่งและบริเวณที่มีขนาดเล็กกว่าอีกหลายแห่งในพื้นที่ขั้วโลกเหนือที่มีน้ำแข็ง
การศึกษาเรื่อง“ หลักฐานใหม่สำหรับน้ำแข็งน้ำผิวดินในกับดักเย็นขนาดเล็กและในหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่สามแห่งที่บริเวณขั้วโลกเหนือของปรอทจากปรอทเลเซอร์เครื่องวัดระยะสูง” เผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน จดหมายงานวิจัยธรณีฟิสิกส์. นำโดย Ariel Deutsch เพื่อน NASA ASTAR Fellow และปริญญาเอกที่ Brown University ทีมพิจารณาว่าการฝากขนาดเล็กสามารถเพิ่มปริมาณน้ำแข็งบนดาวพุธได้อย่างน่าทึ่ง
แม้จะเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดกับดวงอาทิตย์และประสบอุณหภูมิพื้นผิวที่แผดเผาบนด้านที่หันหน้าไปทางดวงอาทิตย์ แต่ความลาดเอียงแนวแกนต่ำของดาวพุธหมายความว่าบริเวณขั้วของมันถูกแรเงาอย่างถาวรและมีอุณหภูมิเฉลี่ยประมาณ 200 K (-73 ° C; -100 ° F) ความคิดที่ว่าน้ำแข็งอาจมีอยู่ในภูมิภาคนี้มีอายุย้อนไปถึงปี 1990 เมื่อกล้องโทรทรรศน์เรดาร์บนโลกตรวจพบจุดสะท้อนแสงสูงภายในหลุมอุกกาบาต
สิ่งนี้ได้รับการยืนยันเมื่อยานอวกาศ MESSENGER ตรวจจับสัญญาณนิวตรอนจากขั้วโลกเหนือของโลกที่สอดคล้องกับน้ำแข็งในน้ำ นับ แต่นั้นมาฉันทามติทั่วไปว่าน้ำแข็งบนพื้นผิวของดาวพุธถูกกักตัวไว้ที่หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่เจ็ดแห่ง แต่ดังที่ Ariel Deutsch อธิบายไว้ในแถลงการณ์ของมหาวิทยาลัยบราวน์เธอและทีมของเธอพยายามมองข้ามพวกเขา:
“ สมมติฐานที่ว่าพื้นผิวน้ำแข็งบนดาวพุธนั้นมีอยู่ในหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่เป็นส่วนใหญ่ แต่เราแสดงหลักฐานสำหรับคราบสกปรกขนาดเล็กเหล่านี้เช่นกัน การเพิ่มเงินฝากขนาดเล็กเหล่านี้ไปยังเงินฝากขนาดใหญ่ภายในหลุมอุกกาบาตจะเพิ่มสินค้าคงคลังน้ำแข็งบนพื้นผิวดาวพุธอย่างมีนัยสำคัญ
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาใหม่นี้ Deutsch ได้เข้าร่วมโดย Gregory A. Neumann นักวิทยาศาสตร์การวิจัยจากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดและ James W. Head ของนาซ่า นอกเหนือจากการเป็นศาสตราจารย์ภาควิชาธรณีวิทยาวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมและดาวเคราะห์ที่บราวน์เฮดยังเป็นผู้ตรวจสอบร่วมกับ MESSENGER และภารกิจยานอวกาศสำรวจดวงจันทร์
พวกเขาร่วมกันตรวจสอบข้อมูลจากเครื่องมือ Mercury Laser Altimeter (MLA) ของ MESSENGER เครื่องมือนี้ถูกใช้โดย MESSENGER เพื่อวัดระยะห่างระหว่างยานอวกาศและดาวพุธข้อมูลที่ได้จะถูกนำไปใช้เพื่อสร้างแผนที่ภูมิประเทศแบบละเอียดของพื้นผิวดาวเคราะห์ แต่ในกรณีนี้ MLA ถูกใช้เพื่อวัดการสะท้อนของพื้นผิวซึ่งบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของน้ำแข็ง
ในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านเครื่องมือที่มีภารกิจของ MESSENGER นั้น Neumann รับผิดชอบในการสอบเทียบสัญญาณการสะท้อนของเครื่องวัดความสูง สัญญาณเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับว่าการวัดที่นำมาจากค่าใช้จ่ายหรือที่มุม (หลังซึ่งถูกอ้างถึงเป็น "อ่านขีดตกต่ำสุด" อ่าน) ด้วยการปรับของ Neumann นักวิจัยจึงสามารถตรวจจับการสะท้อนแสงสูงในหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่อีกสามแห่งที่สอดคล้องกับน้ำแข็งในน้ำ
ตามการประเมินของพวกเขาหลุมอุกกาบาตทั้งสามนี้อาจมีแผ่นน้ำแข็งที่มีขนาดประมาณ 3,400 ตารางกิโลเมตร (1313 ไมล์²) นอกจากนี้ทีมยังสำรวจภูมิประเทศรอบ ๆ หลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่ทั้งสามแห่งนี้ด้วย แม้ว่าพื้นที่เหล่านี้จะไม่สะท้อนแสงเหมือนแผ่นน้ำแข็งภายในหลุมอุกกาบาต แต่สว่างกว่าการสะท้อนพื้นผิวโดยเฉลี่ยของดาวพุธ
นอกเหนือจากนี้พวกเขายังดูข้อมูลเครื่องวัดความสูงเพื่อหาหลักฐานของการสะสมขนาดเล็ก สิ่งที่พวกเขาพบคือหลุมอุกกาบาตขนาดเล็กสี่แห่งแต่ละแห่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางน้อยกว่า 5 กม. (3 ไมล์) ซึ่งสะท้อนแสงได้มากกว่าพื้นผิว จากนี้พวกเขาอนุมานได้ว่าไม่เพียง แต่มีน้ำแข็งจำนวนมากที่ยังไม่ถูกค้นพบก่อนหน้านี้ แต่มีแนวโน้มที่จะมี“ กับดักเย็น” ขนาดเล็กจำนวนมากซึ่งน้ำแข็งก็มีอยู่เช่นกัน
ระหว่างการค้นพบก้อนหินขนาดใหญ่ทั้งสามที่ค้นพบใหม่และสิ่งที่อาจเป็นแหล่งสะสมขนาดเล็กหลายร้อยก้อนปริมาณน้ำแข็งบนดาวพุธอาจมากกว่าปริมาณที่เราเคยคิดไว้ ดังที่ Deutsch กล่าวว่า
“ เราขอแนะนำว่าลายเซ็นการสะท้อนแสงที่ได้รับการปรับปรุงนี้ได้รับแรงหนุนจากแพทช์น้ำแข็งขนาดเล็กที่แพร่กระจายไปทั่วภูมิประเทศนี้ แพทช์เหล่านี้ส่วนใหญ่มีขนาดเล็กเกินไปที่จะแก้ไขทีละอันด้วยเครื่องมือวัดความสูง แต่พวกเขามีส่วนร่วมในการสะท้อนที่เพิ่มขึ้นโดยรวม ... ทั้งสี่นี้เป็นเพียงเครื่องมือที่เราสามารถแก้ไขได้ด้วยเครื่องมือ MESSENGER เราคิดว่าอาจมีหลายสิ่งหลายอย่างตั้งแต่ขนาดกิโลเมตรไปจนถึงไม่กี่เซนติเมตร”
ในอดีตการศึกษาพื้นผิวดวงจันทร์ยังยืนยันว่ามีน้ำแข็งอยู่ในบริเวณขั้วที่มีหลุมอุกกาบาต การวิจัยเพิ่มเติมชี้ให้เห็นว่านอกหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่“ กับดักเย็น” ขนาดเล็กอาจมีน้ำแข็งได้เช่นกัน ตามบางรุ่นการบัญชีเงินฝากที่มีขนาดเล็กเหล่านี้สามารถประมาณสองเท่าของปริมาณน้ำแข็งบนดวงจันทร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ สิ่งเดียวกันนี้อาจเป็นจริงได้สำหรับดาวพุธ
แต่ดังที่จิมเฮด (ซึ่งทำหน้าที่เป็นที่ปรึกษาของ Deutsch Ph.D. สำหรับการศึกษานี้) ระบุว่างานนี้ยังเพิ่มคำถามใหม่ที่สำคัญเกี่ยวกับที่มาของน้ำในระบบสุริยะ “ หนึ่งในสิ่งสำคัญที่เราต้องการเข้าใจก็คือน้ำและสารระเหยอื่น ๆ ถูกกระจายผ่านระบบสุริยจักรวาลภายใน - รวมถึงโลกดวงจันทร์และเพื่อนบ้านดาวเคราะห์ของเรา” เขากล่าว “ การศึกษาครั้งนี้เปิดตาของเราไปยังสถานที่ใหม่ ๆ เพื่อค้นหาหลักฐานของน้ำและแสดงให้เห็นว่ามันมีจำนวนมากบนดาวพุธมากกว่าที่เราคิด”
นอกเหนือจากการระบุว่าระบบสุริยะอาจมีน้ำมากขึ้นกว่าที่เคยสงสัยมาก่อนการปรากฏตัวของน้ำแข็งบนดาวพุธและดวงจันทร์ได้หนุนข้อเสนอสำหรับการสร้างด่านหน้าบนร่างเหล่านี้ ด่านเหล่านี้สามารถเปลี่ยนน้ำแข็งในท้องถิ่นให้กลายเป็นเชื้อเพลิงไฮดราซีนซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งภารกิจระยะยาวทั่วระบบสุริยะ
ในด้านของการเก็งกำไรน้อยการศึกษานี้ยังนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับวิธีที่ระบบสุริยะก่อตัวและวิวัฒนาการ ถ้าวันนี้น้ำอุดมสมบูรณ์มากกว่าที่เรารู้ก็จะบ่งบอกว่ามีน้ำมากขึ้นในช่วงยุคแรกของการก่อตัวของดาวเคราะห์ซึ่งสันนิษฐานว่าเมื่อมันถูกกระจายไปทั่วระบบสุริยะโดยดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง
