水星冰水从何来？或源单次小行星撞击

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水星的水冰从哪来？——一次巨型撞击为其“速递”极地水冰

一日冰封：水星水冰的速成之谜——单次大撞击如何改写行星水历史

水星的水冰从何而来？或许只来自一次缓慢的小行星撞击

新发现表明，水星的冰是迅速沉积的，而不是在漫长时期内逐渐供给的。

新的模拟显示，一次类似于形成葛饰北斋撞击坑（如图）的巨型撞击，可能仅在一个水星日（176个地球日）内，就迅速将水输送到水星各处，并将其困在位于永久阴影区的极地陨石坑中。（图片来源：NASA/约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所）

一项新研究显示，一次巨大的撞击可能曾将水迅速散布到整个水星，并将其中大量水封存在位于永久阴影区的极地陨石坑中——而这一切都发生在一个水星日，即176个地球日之内。

作为离太阳最近的行星，水星看起来像是太阳系中最不可能存在水冰的地方。在水星的天空中，太阳看上去比从地球上看要大近三倍，而这片被炙烤的世界白天温度可飙升至800华氏度（427摄氏度）以上。

然而，20世纪90年代地面望远镜的观测——后来得到NASA“信使号”探测器的证实——揭示出水星两极附近从未受到阳光直射的深陨石坑中藏有大量冻结水。不过，这些冰究竟是如何形成的，至今仍是个谜。

一种主流假说认为，极地冰是在一次相对较近的、由富含水的彗星或小行星撞击中送达的——其规模和年代可能与凿出葛饰北斋撞击坑的那次撞击相当。葛饰北斋撞击坑是水星北半球一个显著的、宽60英里（97公里）的陨石坑，以其明亮的碎屑辐射纹闻名，这些辐射纹绵延数千公里，横跨水星表面，是撞击期间从水星地表下方炸出的物质被向外抛射而形成的。

“水星遭受撞击后，水是如何被输送和重新分布的？”研究人员在这篇新论文中写道，“我们在这里展示的结果表明，答案在一定程度上取决于撞击的规模。”

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为了验证水星现今的大部分冰可能是由一次富含挥发物的大规模碰撞带来的这一想法，由马里兰州约翰斯·霍普金斯应用物理实验室科学家帕尔瓦蒂·普雷姆共同领导的一个团队运行了计算机模拟，重现了一次类似葛饰北斋的撞击。

该团队在这项新研究中报告说，模拟的碰撞设定为一个宽约17公里的撞击体以高达每秒30公里的速度撞入水星，在行星周围产生了一层浓密、短暂且富含水蒸气的大气。

研究指出，“撞击后仅一个多小时，撞击产生的水蒸气就已扩展至完全包围整个行星”，并补充说，“大部分冰的沉积发生在一个水星太阳日（176个地球日）之内。”

根据这项研究，水之所以能如此迅速地扩散，是因为撞击产生的浓密大气有效地保护了自身免受太阳强烈紫外线辐射的破坏。

研究人员说，这层暂时浓密的水蒸气云就像一面盾牌，减缓了水分子的分解，使多得多的水能够存活足够长的时间，迁移到水星上永久阴影笼罩的极地陨石坑中。

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研究指出，这些发现表明水星的冰是迅速沉积的，而不是在漫长时期内逐渐供给的——这种情况也有助于解释冰沉积物明显的纯净度。

水星北极寒冷、被阴影笼罩的陨石坑，如康定斯基撞击坑和普罗科菲耶夫撞击坑，可能有数英里深，且可能从未接收到任何阳光。（图片来源：NASA/加州大学洛杉矶分校/约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所）

科学家们希望即将到来的欧洲-日本联合“贝皮科伦布”任务观测结果能为水星极地冰的起源提供新线索。这艘耗资18亿美元的航天器——是继“信使号”之后有史以来第二个被送入水星轨道的任务——曾因推进器故障迫使工程师重新设计部分轨道以补偿推力下降，而推迟了11个月。

“贝皮科伦布”目前计划于11月进入水星轨道，届时该任务的两个探测器将分离，并开始从不同轨道研究这颗行星。

这项研究发表在5月12日出版的《地球物理研究杂志：行星》上的一篇论文中。

沙米拉·库图努尔是一名驻印度班加罗尔的独立太空记者。她的作品还曾发表在《科学美国人》《科学》《天文学》和《生命科学》等刊物上。她拥有波士顿东北大学新闻学硕士学位。

BY:Sharmila Kuthunur

FY: 栖岩.

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