Mercur ar putea avea un strat gros de diamante la sute de mile sub suprafata sa, arata un nou studiu. Descoperirile, publicate pe 14 iunie în jurnal Comunicarea naturiipoate ajuta la rezolvarea misterelor legate de compoziția și particularitatea planetei camp magnetic.
Mercur este plin de mistere. În primul rând, are un câmp magnetic. Deși este mult mai slab decât al Pământului, magnetism este neașteptat deoarece planeta este mică și pare a fi inactivă din punct de vedere geologic. Mercur are, de asemenea, pete de suprafață neobișnuit de întunecate pe care misiunea Messenger a NASA le-a identificat drept grafit, o formă de carbon.
Această ultimă caracteristică este cea care a stârnit curiozitatea Yanhao Lin, om de știință de la Centrul de Cercetare Avansată în Știință și Tehnologie de Înaltă Presiune din Beijing și coautor al studiului. Conținutul extrem de ridicat de carbon al mercurului „m-a făcut să realizez că ceva special probabil sa întâmplat în interiorul său”, a spus el într-un afirmație.
În ciuda ciudateniilor lui Mercur, oamenii de știință bănuiesc că s-a format probabil așa cum s-au format alte planete terestre: din răcirea unui ocean de magmă fierbinte. În cazul lui Mercur, acest ocean era probabil bogat în carbon și silicați. În primul rând, metalele s-au coagulat în ea, formând un miez central, în timp ce magma rămasă a cristalizat în mantaua mijlocie și scoarța exterioară a planetei.
Ani de zile, cercetătorii au crezut că temperatura și presiunea mantalei erau suficient de mari pentru carbon pentru a forma grafit, care, fiind mai ușor decât mantaua, plutea la suprafață. Dar un 2019 studiu a sugerat că mantaua lui Mercur ar putea fi cu 80 de mile (50 de kilometri) mai adâncă decât se credea anterior. Acest lucru ar crește considerabil presiunea și temperatura la limita dintre miez și manta, creând condiții în care carbonul s-ar putea cristaliza în diamant.
Pentru a investiga această posibilitate, o echipă de cercetători belgieni și chinezi, inclusiv Lin, a preparat supe chimice care includ fier, silice și carbon. Astfel de amestecuri, asemănătoare ca compoziție cu anumite tipuri de meteoriți, se crede că imită oceanul de magmă al pruncului Mercur. Cercetătorii au îmbibat aceste supe cu cantități variate de sulfură de fier; au crezut că oceanul de magmă conținea o mulțime de sulf, deoarece suprafața actuală a lui Mercur este, de asemenea, bogată în sulf.
Legate de: Uranus și Neptun nu sunt alcătuiți din ceea ce credeam noi, indică noi studii
Folosind o presă cu nicovală multiplă, echipa a supus amestecurile chimice la presiuni de zdrobire de 7 gigapascali – de aproximativ 70.000 de ori presiunea atmosferei Pământului la nivelul mării – și la temperaturi de până la 3.578 de grade Fahrenheit (1.970 de grade Celsius). Aceste condiții extreme le simulează pe cele din adâncul Mercurului.
În plus, cercetătorii au folosit modele computerizate pentru a obține măsurători mai precise ale presiunii și temperaturii la limita nucleu-manta lui Mercur, pe lângă simularea condițiilor fizice în care grafitul sau diamantul ar fi stabil. Astfel de modele computerizate, potrivit lui Lin, ne vorbesc despre structurile fundamentale ale interiorului unei planete.
Experimentele au arătat că minerale precum olivina s-au format probabil în manta – o constatare care a fost în concordanță cu studiile anterioare. Cu toate acestea, echipa a mai descoperit că adăugarea de sulf la preparatul chimic a făcut ca acesta să se solidifice doar la temperaturi mult mai ridicate. Astfel de condiții sunt mai favorabile pentru formarea diamantelor. Într-adevăr, simulările pe computer ale echipei au arătat că, în aceste condiții revizuite, diamantele s-ar fi putut cristaliza atunci când nucleul interior al lui Mercur s-a solidificat. Deoarece era mai puțin dens decât miezul, a plutit apoi până la limita nucleu-manta. De asemenea, calculele au arătat că diamantele, dacă sunt prezente, formează un strat cu o grosime medie de aproximativ 9 mile (15 km).
Exploatarea acestor pietre prețioase nu este totuși tocmai fezabilă. În afară de temperaturile extreme ale planetei, diamantele sunt mult prea adânci – aproximativ 300 de mile (485 km) sub suprafață – pentru a fi extrase.
Dar pietrele prețioase sunt importante dintr-un alt motiv: ele pot fi responsabile pentru câmpul magnetic al lui Mercur. Diamantele pot ajuta la transferul de căldură între miez și manta, ceea ce ar crea diferențe de temperatură și ar face ca fierul lichid să se rotească, creând astfel un câmp magnetic, a explicat Lin.
Rezultatele ar putea ajuta, de asemenea, să explice cât de bogat în carbon exoplanete evolua. „Procesele care au dus la formarea unui strat de diamant pe Mercur ar fi putut avea loc și pe alte planete, lăsând potențial semnături similare”, a spus Lin.
Mai multe indicii pot veni de la BepiColombo, o misiune comună a Agenția Spațială Europeană și Agenția de Explorare Aerospațială din Japonia. Lansată în 2018, nava spațială este programată să înceapă să orbiteze Mercur în 2025.