Noin sata miljoonaa vuotta sitten Merkuriuksella oli poikkeuksellisen mielenkiintoinen päivä: planeetta saattoi silloin saada kaiken vetensä.
Aurinkokunnan sisin planeetta Merkurius tunnetaan äärimmäisestä kuumuudestaan. Päivälämpötila voi nousta yli 430 celsiusasteeseen, joten ajatus vesijäästä sen pinnalla vaikuttaa ensi näkemältä mahdottomalta. Silti planeetan napa-alueilla sijaitsee paksuja jääkerrostumia, joiden alkuperä on askarruttanut tutkijoita vuosikymmeniä. Nyt uusi mallinnustutkimus viittaa siihen, että lähes kaikki tämä vesi saattoi saapua planeetalle yhden ainoan Merkuriuksen vuorokauden aikana.
Tutkimuksen julkaisi Journal of Geophysical Research: Planets, ja siitä uutisoi New Scientist.
Merkuriuksen navoilla sijaitsee kraattereita, joiden pohjalle auringonvalo ei koskaan osu. Nasan Messenger-luotain, joka kiersi Merkuriusta vuosina 2011–2015, vahvisti niiden sisältävän useiden metrien paksuisia jääesiintymiä.
Jään olemassaolo on ollut poikkeuksellinen arvoitus, koska Merkuriuksella ei käytännössä ole suojaavaa ilmakehää ja planeetta altistuu voimakkaalle auringonsäteilylle. Aiemmissa tutkimuksissa on ehdotettu, että veden olisi voinut tuoda komeettamainen kappale, joka törmäsi planeettaan erittäin suurella nopeudella.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat simuloivat törmäyksen vaikutuksia aiempaa yksityiskohtaisemmin. Mallin mukaan ratkaiseva tapahtuma olisi ollut suuri jäätä ja kiveä sisältänyt kappale, joka iskeytyi Merkuriukseen noin 100 miljoonaa vuotta sitten. Törmäyksen seurauksena syntyi mahdollisesti Hokusai-kraatteri, yksi planeetan näyttävimmistä törmäysjäljistä.
Kun kappale osui pintaan, suuri osa siitä höyrystyi välittömästi. Samalla Merkuriuksen ympärille muodostui ohut mutta vesihöyryä sisältävä väliaikainen ilmakehä. Tutkijoiden mukaan planeetta olisi voinut lyhyen aikaa jopa hehkua tietyillä aallonpituuksilla.
Auringon voimakas säteily hajotti suurimman osan tästä kaasukehästä nopeasti avaruuteen. Simulaatioiden perusteella kuitenkin hieman yli viidesosa vesihöyrystä ehti kulkeutua napa-alueille ennen katoamistaan. Siellä vesi jäätyi pysyvästi varjoisiin kraattereihin, joissa lämpötila pysyy erittäin alhaisena.
Tutkimuksen mukaan koko prosessi olisi tapahtunut yhden merkuriuslaisen vuorokauden aikana. Merkuriuksen pyöriminen on erittäin hidasta: yksi vuorokausi planeetalla kestää 176 Maan vuorokautta.
Tutkijoiden mukaan hitaampi mutta suurempi törmäys selittäisi jäämäärät paremmin kuin aiemmin ehdotetut erittäin nopeat iskut. Hitaampi törmäys myös auttaisi enemmän vettä jäämään planeetan pinnalle sen sijaan, että se karkaisi avaruuteen.
Havainto voi samalla ratkaista toisen pitkään avoimena olleen kysymyksen. Maan kuu muistuttaa monin tavoin Merkuriusta: molemmilla on lähes olematon ilmakehä ja pysyvästi varjoisia kraattereita. Silti Kuussa vettä on huomattavasti vähemmän. Tutkijoiden mukaan ero voi johtua yksinkertaisesti siitä, että Merkurius koki suhteellisen hiljattain suuren vettä tuoneen törmäyksen, kun taas Kuulla vastaavaa tapahtumaa ei ehkä koskaan ollut.
Tuloksilla voi olla merkitystä myös laajemmassa aurinkokunnan tutkimuksessa. Vesivarastojen alkuperä sisäplaneetoilla on edelleen keskeinen kysymys planeettatutkimuksessa. Jos Merkuriuksen jää todella syntyi yhdestä suuresta törmäyksestä, vastaavat tapahtumat ovat voineet olla merkittäviä myös Maan vesivarantojen synnyssä.
Lisätietoa aiheesta odotetaan Euroopan avaruusjärjestön ja Japanin avaruusjärjestön yhteiseltä BepiColombo-luotaimelta, joka laukaistiin vuonna 2018. Luotaimen on määrä asettua Merkuriuksen kiertoradalle myöhemmin tänä vuonna, jolloin se pystyy tutkimaan planeetan napajäätä aiempaa tarkemmin.
Alun perin ESAn BepiColombo-luotaimen oli tarkoitus päästä perille kiertämään Merkuriusta joulukuussa 2025, mutta pienen rakettimoottoriongelman vuoksi matkanteko hidastui ja saapuminen tapahtuu marraskuussa 2026. Kuva: ESA.
ESA