Kembali pada tahun 2012, para saintis gembira mengetahui bahawa di kawasan kutub Merkurius, sejumlah besar ais air dikesan. Walaupun keberadaan es air di wilayah yang berlindung secara permanen ini telah menjadi spekulasi selama sekitar 20 tahun, hanya setelah kapal angkasa Permukaan Merkuri, Lingkungan Angkasa, Geokimia, dan Ranging (MESSENGER) mempelajari wilayah kutub, hal ini disahkan .
Berdasarkan data MESSENGER, diperkirakan bahawa Mercury dapat memiliki antara 100 miliar hingga 1 triliun tan es air di kedua kutub, dan bahwa es dapat berada di kedalaman hingga 20 meter (65.5 kaki). Namun, kajian baru oleh pasukan penyelidik dari Brown University menunjukkan bahawa mungkin ada tiga kawah besar tambahan dan banyak lagi yang lebih kecil di wilayah kutub utara yang juga mengandungi ais.
Kajian yang berjudul "Bukti Baru untuk Es Air Permukaan dalam Perangkap Dingin Skala Kecil dan di Tiga Kawah Besar di Wilayah Kutub Utara Merkuri dari Altimeter Laser Merkuri", baru-baru ini diterbitkan di Surat Penyelidikan Geofizik. Diketuai oleh Ariel Deutsch, NASA ASTAR Fellow dan calon PhD di Brown University, pasukan itu mempertimbangkan bagaimana deposit berskala kecil dapat meningkatkan jumlah ais secara keseluruhan secara mendadak di Mercury.
Walaupun merupakan planet yang paling dekat dengan Matahari, dan mengalami suhu permukaan yang terik di sisi menghadap Matahari, kemiringan paksi rendah Mercury bermaksud bahawa kawasan kutubnya berlindung secara kekal dan mengalami suhu rata-rata sekitar 200 K (-73 ° C; -100 ° F). Idea bahawa ais mungkin ada di wilayah ini berasal dari tahun 1990-an, ketika teleskop radar berbasis Bumi mengesan bintik-bintik yang sangat reflektif di dalam kawah kutub.
Ini disahkan ketika kapal angkasa MESSENGER mengesan isyarat neutron dari kutub utara planet yang selaras dengan ais air. Sejak masa itu, telah menjadi konsensus umum bahawa es permukaan Mercury terbatas pada tujuh kawah besar. Tetapi seperti yang dijelaskan oleh Ariel Deutsch dalam kenyataan akhbar Brown University, dia dan pasukannya berusaha untuk melihat lebih jauh dari mereka:
"Anggapannya adalah bahawa permukaan es di Merkuri ada terutama di kawah besar, tetapi kami menunjukkan bukti untuk deposit berskala lebih kecil ini juga. Menambah deposit berskala kecil ini ke simpanan besar di dalam kawah menambah ketara pada persediaan ais permukaan di Mercury. "
Demi kajian baru ini, Deutsch disertai oleh Gregory A. Neumann, seorang saintis penyelidikan dari Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, dan James W. Head. Selain menjadi profesor di Jabatan Bumi, Sains Alam Sekitar dan Planet di Brown, Head juga merupakan penyelidik bersama untuk misi MESSENGER dan Lunar Reconnaissance Orbiter.
Bersama-sama, mereka memeriksa data dari instrumen Mercury Laser Altimeter (MLA) MESSENGER. Instrumen ini digunakan oleh MESSENGER untuk mengukur jarak antara kapal angkasa dan Mercury, data yang dihasilkan kemudian digunakan untuk membuat peta topografi terperinci permukaan planet. Tetapi dalam kes ini, MLA digunakan untuk mengukur pantulan permukaan, yang menunjukkan adanya ais.
Sebagai pakar instrumen dengan misi MESSENGER, Neumann bertanggungjawab untuk mengkalibrasi isyarat pantulan altimeter. Isyarat ini boleh berbeza-beza berdasarkan apakah pengukuran diambil dari overhead atau pada sudut (yang terakhir disebut sebagai pembacaan "off-nadir"). Berkat penyesuaian Neumann, para penyelidik dapat mengesan deposit pantulan tinggi di tiga kawah besar yang selaras dengan ais air.
Menurut perkiraan mereka, ketiga kawah ini boleh mengandungi lapisan es yang berukuran kira-kira 3,400 kilometer persegi (1313 mi²). Di samping itu, pasukan juga melihat kawasan sekitar tiga kawah besar ini. Walaupun kawasan-kawasan ini tidak mencerminkan lapisan es di dalam kawah, kawasan ini lebih terang daripada pantulan permukaan rata-rata Mercury.
Di luar ini, mereka juga melihat data altimeter untuk mencari bukti deposit skala yang lebih kecil. Apa yang mereka dapati adalah empat kawah yang lebih kecil, masing-masing dengan diameter kurang dari 5 km (3 mi), yang juga lebih reflektif daripada permukaan. Dari ini, mereka menyimpulkan bahawa tidak hanya terdapat lebih banyak simpanan es yang sebelumnya belum ditemukan, tetapi kemungkinan banyak "perangkap sejuk" yang lebih kecil di mana ais juga boleh wujud.
Di antara tiga simpanan besar yang baru ditemui ini, dan berapakah simpanan beratus-ratus lebih kecil, jumlah ais di Mercury dapat jauh lebih banyak daripada yang kita fikirkan sebelumnya. Seperti yang dikatakan oleh Deutsch:
"Kami mencadangkan bahawa tanda tangan refleksi yang ditingkatkan ini didorong oleh lapisan es kecil yang tersebar di seluruh kawasan ini. Sebilangan besar tambalan ini terlalu kecil untuk diselesaikan secara individu dengan instrumen altimeter, tetapi secara kolektif mereka menyumbang kepada pantulan keseluruhan yang dipertingkatkan ... Keempat ini hanya yang dapat kita selesaikan dengan instrumen MESSENGER. Kami fikir mungkin ada banyak, lebih banyak lagi, dari ukuran dari satu kilometer hingga beberapa sentimeter. "
Pada masa lalu, kajian tentang permukaan bulan juga mengesahkan adanya ais air di kawasan kutubnya. Penyelidikan lebih lanjut menunjukkan bahawa di luar kawah yang lebih besar, "perangkap dingin" kecil juga dapat berisi es. Menurut beberapa model, memperhitungkan simpanan yang lebih kecil ini dapat menggandakan anggaran jumlah ais di Bulan dengan berkesan. Sama seperti Mercury.
Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh Jim Head (yang juga bertugas sebagai penasihat Ph.D. Deutsch untuk kajian ini), karya ini juga menambah persoalan baru mengenai persoalan dari mana air di Sistem Suria berasal. "Salah satu perkara utama yang ingin kami fahami adalah bagaimana air dan bahan buangan lain diedarkan melalui Sistem Suria dalaman - termasuk Bumi, Bulan dan jiran planet kita," katanya. "Kajian ini membuka mata kita ke tempat-tempat baru untuk mencari bukti air, dan menunjukkan bahawa terdapat lebih banyak lagi di Mercury daripada yang kita sangka."
Sebagai tambahan untuk menunjukkan Sistem Suria mungkin lebih berair daripada yang diduga sebelumnya, kehadiran es yang banyak di Mercury dan Bulan telah mendukung cadangan untuk membangun pos-pos di badan-badan ini. Pos-pos ini dapat mengubah es air deposit lokal menjadi bahan bakar hidrazin, yang secara drastis akan mengurangi biaya pemasangan misi jarak jauh di seluruh Sistem Suria.
Dari segi perkara yang kurang spekulatif, kajian ini juga menawarkan pandangan baru tentang bagaimana Sistem Suria terbentuk dan berkembang. Sekiranya air jauh lebih banyak hari ini daripada yang kita ketahui, itu akan menunjukkan bahawa lebih banyak air terdapat pada zaman awal pembentukan planet, mungkin ketika ia disalurkan ke seluruh Sistem Suria oleh asteroid dan komet.
