探寻水星水冰谜团！南北极含有大量水冰！科学家提出大胆猜想！

太阳系的众行星中，水星是离太阳最近的。这样，由于光照时间长及阳光辐射强烈，按照常理推断，水星上存在冰的可能性该是非常小的。尽管如此，据卫星成像和雷达成像系统显示，水星的南北极附近对雷达波束（即电磁波）有着很高的反射率， 这可能预示着这些地方有水冰的存在。

同时，雷达图像还为水冰存在的可能性寻找到合理的解释。据雷达图像显示，在这些地方有几十个环形山区域，可能是彗星撞击水星后留下的，这些地方常年不能被阳光照射，处在阴影中，温度又足够的低，水冰以固体的形态长期存在于陨石坑的阴影处。

从哪里来的水

水星上的水冰是从哪里来的呢？据科学分析，主要有两个来源：陨星的撞击与行星 本身的释气作用。

其实这和地球上为什么有水的原因是一样的。携带大量的水或水的组成部分（氢与氧）的陨星与水星表面撞击，很可能就把水或水的组成部分留在了那里。而水星内部本 身因为地层运动而引发的释气作用也可能把星体内部的水带到表面。这些解释虽然显得 比较偏颇和投机，但也是一个不容忽视的因素。

不管是天外来客还是自身的作用，水星上有了水冰的存在，但是如何保留这些水就成了巨大的困难。

由于水星的引力太小（比地球引力小一半还 多），加之水星离太阳太近，温度太高，这些水的大部分在很早以前就汽化了。同时，在漫长的岁月里，髙能量的太阳风可能也会把水分子从水星上

“刮走”。一部分水就这样逃逸到了外层空间。

但是“福兮祸之所倚，祸兮福之所伏”， 水星两极环形山的永久性阴影区域为水冰的长时 间保存提供了可能性。同时，水星上昼夜温差很 大也是水冰能够保存下来的一个因素。离太阳太近，使水星表面白天温度极高（可达398无）, 水星原始的水汽化为水蒸气散佚在空中。由于没有大气的保温，夜晚温度骤降到- 160T, 那些水蒸气迅速凝结为固态水，一部分留在了彗星撞水星的坑洞中。这些环形山的坑洞里，太阳光永远照射不到，所以能够提供足够低的温度而使得水冰长时间地保存下来。 如果真的是这样的话，未来的某一天，航天员或许可以在水星环形山的天然溜冰场溜冰呢。

水是怎样保存下来的

水星表面的气候条件给保存水分造成了巨大的难题，我们的推论虽然很合理，但是 也需要事实依据的支持。

我们再重申一下水星表面的自然条件吧。水星与太阳的公转方向相同，所以日照时 间相当长，果真有“度日如年”的感觉。水星表面的绝大部分区域都会持续暴露在太阳 光下约90个地球日，表面温度会超过绝对温标700K。再加上水星微弱的地心引力以及几 乎不存在的大气层，在这种环境下，如果没有永久性的寒冷的环境，水冰就会在一瞬间变成水蒸气逃逸到太空里去了。也就是说，在水星上，水冰永远都不可能在暴露的太阳 光下的地方存在。这样水冰唯一可能存在的地方就只剩下水星的两极区域了。那里的环形山可能会足够深，并且能够提供永久性的阴暗区域。不过这些永久性阴影的坑是否存在呢？现在尚不可知。

事实上，直到1974年，科学家们对水星的表面仍一无所知。依靠望远镜只能看到 一个紧靠着太阳的上面冇模糊阴影的小天体。但是1974年到1975年间，美国的“水手10 号”探测器极大地丰富了我们对水星的认识。

“水手10号”曾3次近距离地接近水星，最近的一次距离水星表面仅有271千米。它向地球发回了儿乎半个水星表面的详细图像。“水手10号”与水星的3次亲密接触，都是在被太阳照射的同一半球上空发生的。因此水星的另一半的面目就鲜为人知了。当然关于极地区的其他详细而确精的资料也很匮乏，即使有，也是关于环形山以及阴影的资料。不过这些对于研究水星表面水的保存也差不多了。在极地附近，太阳总是出现在地平线上。而根据典型的环形山的尺度，极区 的环形山内侧区域的温度不会超过绝对 温标102K （-171度）,即使是环形山内比较平坦的表面，温度也不会超过167K（-106 度）

果真如此的话，水星极地区环形山内的水冰就可以保存得非常稳定。而且有科学家推测，这些水冰主要有两种，其中很大部分水冰的存在年龄可能超过太阳系形成的时间，而另一部分就是彗星撞水星时遗留的水汽凝结而成的。

水星上真有水吗

在地球上，想要直接对水星进行观测实际上非常困难，因为水星毕竟离太阳太近了。有时候跑到了太阳的背后，我们完全看不见它，即使在太阳的前面，却乂被淹没在 强烈的阳光里了。

对水星进行观测主要依赖一些现代科学的设备，而其中的生力军则是位于波多黎各 的阿雷西博大型射电望远镜、茶色玻璃天线以及射电望远镜巨阵。

茶色玻璃天线以及射电望远镜巨阵是利用美国宇航局太空跟踪网70米的茶色玻璃抛 物线形卫星天线，发射频率为8.51GHz、功率为460kW的X波段垂直圆极化雷达波信号。 反射回来的雷达波由美国国家射电天文台的26个射电望远镜巨阵的天线进行接收，然后 对反射信号进行校准、处理和过滤。

能够发射S波段（频率为2.4GHz.功率为240kW ）的垂直圆极化 雷达波。雷达回波到达美国国家射电天文台后，工作人员会对其进行处理过滤，然后就 可以绘制一幅水星表面的雷达波反射率地图，这张地图的精确度可以达到15千米。

通过长期的研究和绘制，科学工作者发现在水星的两极区域，对雷达波的反射率比 较高。大约有20个不规则的雷达波高反射区域，这些区域反射的雷达波去极化特征也很 明显。所以绘制出来的雷达图像中，水星北极区域比较明亮。

去极化主要产生于雨、冰晶和多径效应。在水星没有大气层没有云雾的条件下，如 何能产生雨雪这样的自然现象。那我们是不是可以大胆地猜想，这个是水星两极地区水 （冰）面的反射或者多重折射而形成的信号衰弱？这可不可以算是水星有水冰的证据呢？

观测水星两极的有效途径，除了通过雷达波遥感探测之外，就是发射携带成像装置 和光谱分析设备的太空探测器了。

但是就如同观测水星很困难一样，向这么一颗绕着太阳飞奔的行星发射探测器也绝非 易事。水星距离太阳的平均距离只有5790万千米，太阳引力对它的作用格外强烈，水星围 绕太阳运行的平均速度达到48千米/秒，而地球的公转速度仅仅只有29.79千米/秒。

汽年美国的探测器“水手10号”虽然3次近距离观测水星，但拍摄出来的照片都是被 阳光照射的同一半球。我们预想中的水冰存在的重点区域，即两极地区环形山内部的阴 影区域，因为太深邃太黑暗，没有能拍下效果很好的照片。至于里面究竟有没有水冰存 在，同样也就不得而知了。

随着“信使号”水星探测器的发射，人们期待它能传回更多的图像和资料，帮助我们进一步揭开水星的秘密!