На освещенной стороне Меркурия поверхность прогревается примерно до 430 °C, но в околополярной тьме по‑прежнему существует твердая вода. В глубоких полярных кратерах крутые стенки экранируют прямой солнечный свет и создают области постоянной тени, где температура остается намного ниже точки таяния льда.
Такой разительный контраст объясняется простыми законами излучения и теплопроводности. Крайне разреженная атмосфера фактически исключает конвективный перенос тепла, поэтому раскаленные экваториальные регионы почти не прогревают полюса. В зонах вечной тени солнечная энергия доходит лишь в виде рассеянного света и инфракрасного излучения от окружающей поверхности, что резко ограничивает приток энергии и удерживает лед в состоянии термодинамической «холодильной ловушки».
Радарные наблюдения выявили участки с высокой отражательной способностью, чьи диэлектрические свойства соответствуют водяному льду, прикрытому тонким слоем реголита, который работает как тепловой изолятор. Эта пылевая «корка» замедляет сублимацию, защищая лед от кратковременных температурных всплесков и ударов микрометеоритов. В итоге полярные кратеры превращаются в естественные криогенные хранилища, сохраняющие летучие вещества на планете, постоянно находящейся под мощным солнечным облучением.
