谈论一个冰与火的世界。水星表面在某些地方热得足以融化铅，但其两极却是一个冬季仙境——陨石坑内可能困住了数万亿吨的水冰，足以填满 200 亿个奥林匹克溜冰场。
冰的存在长期以来一直被怀疑，现在 已被美国宇航局的信使号轨道探测器证实。这些冰似乎比地球月球上类似陨石坑内的冰纯净得多，这表明离太阳最近的行星可能更好地捕获彗星和小行星带来的冰状物质。今天在《科学》杂志上发表了 三篇论文详细介绍了这些发现。
尽管水星的温度高达 400°C，但其许多极地陨石坑的坑底都处于永久阴影中，因为该行星的自转轴垂直于其轨道平面，因此其两极永远不会朝向恒星倾斜。事实上，过去 20 年从地球向该行星发射的雷达已经揭示出，在两极附近存在与数米厚的纯水冰板一致的明亮区域。
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但马里兰州劳雷尔市约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家大卫·劳伦斯表示，“雷达并不能唯一地识别出水冰。”例如，硫磺可能会产生类似的雷达信号。
现在，三种不同的证据支持水冰的解释。信使号水星激光测高仪向该行星发射的红外激光脉冲已经揭示了该行星北极附近九个黑暗陨石坑内部的明亮区域。这些被认为是水冰的明亮区域与超冷点完美对齐，根据考虑到水星地形的行星热模型，这些超冷点的温度永远不会高于–170°C。
第三个团队使用信使号的中子光谱仪，在相同区域发现了氢的明显特征，他们认为氢被锁定在水冰中。“水不仅是最好的解释，我们也没有看到任何其他可以将所有数据联系在一起的解释，”光谱仪研究的主要作者劳伦斯说。
那么水是从哪里来的呢？信使号的激光识别出的明亮冰点被较暗的地形包围，这些地形会接收到更多的阳光和热量。中子测量表明，这个较暗的区域是一层大约 10 厘米厚的物质，覆盖在更多的冰上，起到隔热作用。
黑暗物质
加利福尼亚大学洛杉矶分校的行星科学家、热模型论文的第一作者大卫·佩奇说，明亮斑点周围的这种较暗物质可能由彗星或小行星撞击喷出的复杂碳氢化合物组成。
佩奇和他的同事认为，当这些冰状物体猛烈撞击水星时，它们的成分会随着时间的推移——通过反复的汽化和沉淀——迁移到较冷的极地，并在寒冷的极地陨石坑中滞留。
但即使在那里，阳光有时也会照射到陨石坑内部的部分区域，使水冰汽化，留下碳氢化合物的“滞留沉积物”，这些沉积物随着被阳光的化学改变而逐渐变厚变暗。
如果冰的年龄为 10 亿年，那么小型撞击应该会掩埋地表，而信使号的研究人员认为它可能比这年轻得多，也许只有 5000 万年。
“我们正在观察的冰沉积物并非古老，”佩奇说。