Міжнародна команда дослідників припускає, що в глибинах Меркурія може існувати шар алмазів завтовшки до 16 км. Гіпотеза базується на аналізі даних космічного апарата NASA MESSENGER та результатах лабораторного моделювання процесів у надрах планети. Про це передає КРВ.медіа з посиланням на дослідження.
Як вуглець міг перетворитися на алмази
Меркурій — найменша й найближча до Сонця планета Сонячної системи. Попри це, вона залишається маловивченою. Нове дослідження, проведене групою науковців із Китаю та Бельгії під керівництвом доктора Яньхао Ліна (Yanhao Lin) із Центру високого тиску і передових технологій (HPSTAR), стверджує, що у внутрішній структурі Меркурія, можливо, утворився алмазний шар товщиною до 16 км.
Цей процес пояснюється високою концентрацією вуглецю у складі планети, яку ще раніше зафіксував зонд NASA MESSENGER. Він виявив графітні плями на поверхні — свідчення того, що в минулому на Меркурії існувала магматична кора, збагачена вуглецем. Коли ця кора охолола, легкий графіт піднявся вгору, формуючи поверхневий шар, а важчі форми вуглецю опустилися глибше, де при надвисоких тисках і температурах могли перетворитися на алмази.
Відтворення умов у лабораторії
Щоб перевірити свою гіпотезу, дослідники провели лабораторні експерименти. Вони створили модель умов, які, ймовірно, існують на межі ядра та мантії Меркурія — приблизно на глибині 485 км. Для цього синтетичну породу стискали до тиску 7 гігапаскалів (для порівняння — це у 7 разів більше, ніж тиск на дні Маріанської западини) і нагрівали до 1970 °C.
В умовах, де температура перевищує 1900 °C, а тиск сягає 5,5–7 ГПа, графіт може перетворитися на алмаз. Присутність сірки у складі магми також відіграє роль: вона знижує температуру плавлення та полегшує перехід вуглецю у фазу алмазу. У моделі дослідників алмази осідали на межі ядра і мантії, утворюючи потенційний шар товщиною до 16 км.
Чи впливає алмаз на магнітне поле Меркурія?
Меркурій має доволі сильне магнітне поле — несподівану характеристику для планети таких розмірів і з відсутністю явної геологічної активності. Алмази, завдяки своїй високій теплопровідності, можуть відігравати важливу роль у цьому процесі.
Як пояснив доктор Лін, алмазний шар міг створити умови для ефективного відведення тепла від ядра до мантії. Це, своєю чергою, підтримує термальну стратифікацію та циркуляцію рідкого металу в зовнішньому ядрі — необхідну умову для роботи так званого динамо-ефекту, який і створює магнітне поле планети.
ФОТО:
а) Кристалізація насиченого вуглецем силікатного магматичного океану на ранньому Меркурії могла, хоч і малоймовірно, призвести до утворення алмазів на його дні. Основною фазою кристалізації був графіт, який спливав і формував первинну графітову кору на поверхні.
б) Під час пізнішої кристалізації внутрішнього ядра частина вуглецю могла переходити у фазу алмазу та підійматися до межі ядра й мантії. У такому сценарії алмазний шар міг продовжувати формуватися протягом усього періоду кристалізації ядра.
На сьогодні жодна місія не змогла зазирнути всередину Меркурія. Проте вчені сподіваються, що це зміниться з прибуттям космічної місії BepiColombo — спільного проєкту Європейського та Японського космічних агентств. Вона має досягти орбіти Меркурія у 2030 році.
Інструменти місії зможуть зафіксувати зміни у магнітному полі та гравітаційній структурі, які можуть вказати на наявність тонкого шару з надвисокою теплопровідністю — такого, як алмазний. Таким чином, хоча гіпотеза ще не підтверджена, вона має чітку програму перевірки.
Раніше ми писали, що вчені створили суперматеріал, що перевершує твердість алмазу
