Меркурий може да има 11-километров подземен слой от диаманти, казват изследователите

Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. .

Слой от диаманти с дебелина до 18 километра (11 мили) може да е прикрит под повърхността на Меркурий, най-малката планета в Слънчевата система и най-близката до слънцето, съгласно ново проучване.

Диамантите може да са се образували скоро откакто самият Меркурий се е слял в планета преди към 4,5 милиарда години от въртящ се облак от прахуляк и газ в тигела на среда с високо налягане и висока температура. По това време се счита, че новосъздадената планета е имала кора от графит, плаваща над бездънен океан от магма.

Екип от откриватели пресъздадоха тази изгаряща среда в опит с машина, наречена преса за наковалня, която нормално се употребява за проучване по какъв начин се държат материалите при рисково налягане, само че също и за производството на синтетични диаманти.

„ Това е голяма преса, която ни разрешава да подлагаме дребни проби на същото високо налягане и висока температура, каквито бихме очаквали надълбоко в мантията на Меркурий, на границата сред мантията и ядрото “, сподели Бърнард Шарлие, началник на катедра по геология в университета в Лиеж в Белгия и съавтор на изследване, докладващо констатациите.

Екипът вмъкна синтетична примес от детайли - в това число силиций, исполин, магнезий и алуминий - в графитна капсула, имитирайки теоретизирания състав на вътрешността на Меркурий в ранните му дни. След това откривателите подлагат капсулата на напън съвсем 70 000 пъти по-голям от този, открит на земната повърхнина, и температури до 2000 градуса по Целзий (3630 градуса по Фаренхайт), възпроизвеждайки изискванията, които евентуално са били открити покрай ядрото на Меркурий преди милиарди години.

След като тестът се разтопи, учените разгледаха измененията в химията и минералите под електронен микроскоп и означиха, че графитът се е трансформирал в диамантени кристали.

Този механизъм, споделят откривателите, може освен да ни даде повече визия за тайните, скрити под повърхността на Меркурий, само че и върху планетарната еволюция и вътрешната конструкция на екзопланети с сходни характерности.

Мистериозен Меркурий

Меркурий е втората най-плътна планета след Земята. Голямо железно ядро ​​заема 85% от радиуса на Меркурий и също по този начин е най-слабо изследваната от земните планети на Слънчевата система. Последната приключена задача до Меркурий, MESSENGER на НАСА, обиколи планетата сред март 2011 година и април 2015 година Също известна като задачата Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry and Ranging, тя събра данни за геологията, химията и магнитното поле на планетата, преди да галактическият транспортен съд остана без гориво и се удари в повърхността.

„ Знаем, че има доста въглерод под формата на графит на повърхността на Меркурий, само че има доста малко проучвания за вътрешността на планетата “, сподели Янхао Лин, академик в Центъра за напреднали науки и технологии при високо налягане Изследване в Пекин и съавтор на проучването, което се появи през юни в списанието Nature Communications.

„ В съпоставяне с Луната или Марс, ние знаем доста малко за Меркурий, също и тъй като нямаме никакви проби от повърхността на планетата “, сподели Шарлие. Меркурий е друг от всички останали земни планети, добави той, тъй като е толкоз покрай слънцето и затова има доста малко количество О2, което се отразява на неговия химичен състав.

Едно от откритията на MESSENGER е фактът, че Меркурий е богат на въглерод и повърхността му е сива заради необятното наличие на графит, който е форма на въглерод. Диамантите също са направени от чист въглерод, формиран при характерни условия на налягане и температура. Изследователите желаеха да видят дали този развой може да се е развил по време на образуването на планетата.

Когато Лин, Чарлие и техните сътрудници подготвяха опита за подражаване на вътрешността на Меркурий малко след образуването на планетата, един решителен детайл беше знанието, че сярата също участва на Меркурий, както демонстрираха доказателства от предходни изследвания. „ Открихме, че изискванията са разнообразни от тези на Земята, тъй като на Меркурий има доста сяра, което понижи точката на размразяване на нашата проба “, сподели Шарлие.

„ Той се разтопи изцяло при по-ниска температура в съпоставяне със система без сяра, което е добре за стабилността на диаманта, тъй като диамантът обича високо налягане, само че по-ниска температура. И главно това ни споделят нашите опити — магменият океан на Меркурий е по-хладен от предстоящото и също по-дълбок, както знаем от повторното пояснение на геофизичните измервания “, добави той, базирайки се на данни също от MESSENGER.

Тези два фактора, съгласно изследването, вършат образуването на диаманти допустимо.

Диаманти на повърхността?

Чарлиър предизвестява, че дебелината на диамантения пласт, сред 15 и 18 километра (9,3 и 11,1 мили), е единствено приблизителна оценка и може да се промени, защото процесът на образуване на диамантите към момента продължава, защото ядрото на Меркурий продължава да се охлажда.

Също по този начин е невероятно да се каже какъв брой огромни могат да бъдат обособените диаманти. „ Нямаме визия за техния размер, само че диамантът е изработен единствено от въглерод, тъй че те би трябвало да са сходни на това, което знаем на Земята за техния състав. Те биха изглеждали като чисти диаманти “, сподели той.

Може ли диамантите в миналото да бъдат добити? Според Шарлие това би било невероятно даже с бъдещи, по-напреднали технологии, защото те са на дълбочина от към 500 километра (310 мили). „ Някои лави на повърхността на Меркурий обаче са се образували от топенето на доста дълбоката тога. Разумно е да се счита, че този развой може да извади някои диаманти на повърхността, по прилика с това, което се случва на Земята “, сподели той.

Този развой на формиране на елмаз може да се случва на някои от екзопланетите, които откриваме в нашата вселена, изясни Чарлиър, в случай че тяхната химия също е с ниско наличие на О2 като Меркурий. „ Ако една екзопланета е по-малка от Меркурий, границата сред ядрото и мантията ще бъде прекомерно плитка и налягането ще бъде прекомерно ниско, предотвратявайки образуването на диамантите “, сподели той. „ Но размер сред Меркурий и Земята, комбиниран с ниско наличие на О2, са удобни условия за приемане на диаманти. “

Учените може да схванат повече скоро. Мисия, наречена BepiColombo - формирана от два галактически кораба, изстреляни през октомври 2018 година - се чака да извърши проникване в орбитата на Меркурий през декември 2025 година след осъществяване на серия от прелитания. Мисията, ръководена от Европейската галактическа организация и Японската организация за аерокосмически проучвания, ще изследва планетата от орбита и ще разкрие доста повече за нейния интериор и характерности.