Förutom att det är det enda lösningsmedlet som kan stödja liv, är vatten väsentligt för livet som vi känner det här på jorden. På grund av detta är det alltid spännande att hitta avlagringar av vatten – i flytande form eller som is – på andra planeter. Även där det inte ses som en potentiell indikation på liv, erbjuder närvaron av vatten möjligheter till utforskning, vetenskapliga studier och till och med skapandet av mänskliga utposter.
Detta har verkligen varit fallet när det gäller Månen och Merkurius, där vattenis upptäcktes i de permanent skuggade kraterområdena runt polerna. Men enligt en ny analys av data frånLunar Reconnaissance Orbiteroch denBUDBÄRARErymdfarkoster, månen och Merkurius kan ha betydligt mer vattenis än man tidigare trott.
Studien som beskriver de nya rönen dök nyligen upp i tidskriften Naturgeovetenskap . Teamet leddes av Lior Rubanenko och David A. Paige – en doktorand och professor i planetarisk vetenskap från Institutionen för geo-, planet- och rymdvetenskap vid University of California, Los Angeles (UCLA) – med hjälp från Jaahnavee Venkatrama, en statistiker och UCLA-examen.
De blå områdena visar platser på månens sydpol där vattenis sannolikt finns. Kredit: NASA/GSFC
När det kommer till kritan har Merkurius och månen mycket gemensamt. Båda är terrestra (aka. steniga) till sin natur, sammansatta av silikatmineraler och metaller som skiljer sig mellan en metallisk kärna och silikatmantel och -skorpa. Dessutom är de båda orienterade på ett sådant sätt att solen aldrig stiger högt över horisonten och lämnar dem permanent skuggade.
Som ett resultat är dessa regioner några av de kallaste i solsystemet, och topografiska fördjupningar (som nedslagskratrar) får inget solljus alls. I decennier har forskare teoretiserat att vattenis som fångas i dem potentiellt skulle kunna överleva i miljarder år. Under de senaste åren har detta bekräftats av uppdrag som Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) och BUDBÄRARE orbiter.
Dessa observationer avslöjade glaciärliknande isavlagringar på Merkurius men inte på Månen, trots att deras polära termiska miljöer är mycket lika varandra. Tidigare radar- och bildstudier visade dock bara fläckiga, grunda isavlagringar på platser som Shakleton-kratern och andra låglänta områden i Sydpolen-Aitken Basin .
Nancy Chabot är instrumentforskare för MESSENGERs Mercury Dual Imaging System från Johns Hopkins Applied Physics Laboratory (JHUAPL). Som hon förklarade :
'Vi visade att Merkurius polära avlagringar dominerande består av vattenis och är utbredda i både Merkurius norra och södra polarområden. Merkurius isavlagringar verkar vara mycket mindre fläckiga än de på månen, och relativt färska, kanske placerade eller fräscha under de senaste tiotals miljoner år.'
MESSENGER-data från Merkurius nordpol, som visar polära avlagringar av vattenis. Kredit: NASA/JHUAPL/CIW/NAIC, Arecibo Observatory.
Denna oförklarliga skillnad mellan Merkurius och Månen är det som motiverade UCLA-teamet att genomföra en jämförande analys av polära kratrar på Merkurius och Månen för att fördjupa sig i denna skillnad mellan de två världarna. Genom att se över data igen, höjer deras analys möjligheten att tjocka isavlagringar också kan finnas i månens kraterområden.
Denna slutsats nåddes genom att undersöka höjddata som erhållits av MESSENGER och LRO för ungefär 15 000 enkla kratrar på Merkurius och Månen som bildades av mindre, mindre energiska nedslag. Dessa kratrar är mellan 2,5 km till 15 km (~1,5 mi till 9,3 mi) i diameter, hålls samman av styrkan hos ytdammlagret och tenderar att vara mer cirkulära och symmetriska än stora kratrar.
UCLA-forskarna använde denna inneboende symmetri för att uppskatta tjockleken på isen som fångas i dem. Vad de fann var att av kratrarna de undersökte var ett betydande antal av dem upp till 10 % grundare när de var belägna nära nordpolen på Merkurius och månens sydpol, men inte nära månens nordpol.
Teamet drog slutsatsen att den mest troliga förklaringen till denna skillnad i djup är ackumuleringen av tjocka isavlagringar på båda världarna. Detta stöddes av det faktum att dessa kratrars polvända sluttningar verkar vara något grundare än deras ekvatorvända sluttningar och att dessa skillnader är mer betydande i regioner där isstabiliteten främjas av Merkurius omloppsbana runt solen.
De fann också att dessa potentiella isavlagringar under ytan sammanfaller med kratrar som har ytis. Som Rubanenko sammanfattas :
'Vi fann att grunda kratrar tenderar att vara belägna i områden där ytis tidigare upptäckts nära månens sydpol,och drog slutsatsen att denna grundning troligen beror på närvaron av nedgrävda tjocka isavlagringar.'
Och medan isen i Merkurius kratrerade norra region har visat sig vara nästan ren, är de avlagringar som detekteras på månen troligen blandade med regoliten och skiktade. Slutligen, även om denna trend observerades för mindre enkla kratrar, utesluter den inte möjligheten att is kan vara utbredd även i större kratrar.
Denna forskning kan inte bara hjälpa till att lösa frågan om den uppenbara låga förekomsten av månis (i förhållande till Merkurius), den kan också ha praktiska tillämpningar. Sade Noah Petro, LRO-projektets forskare vid NASA:s Goddard Space Flight Center, 'Om den bekräftas kan denna potentiella reservoar av fruset vatten på månen vara tillräckligt massiv för att upprätthålla långvarig månutforskning.'
Med flera planer på plats för att bygga forskningsposter i månens sydpol-Aitkenbassäng är den möjliga närvaron av ännu mer vattenis mycket goda nyheter. Om de bekräftas, skulle dessa rikliga lagringar av vattenis kunna underlätta mer i vägen för utposter, bränsletillverkning, skapandet av tankningsdepåer och kanske till och med en permanent månbosättning.