Какая планета, заполненная алмазами, была обнаружена прямо в Солнечной системе, совсем рядом с Землей?

На Меркурии может находиться слой алмазов толщиной 15 км

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 2. — Меркурий — самая маленькая планета в Солнечной системе, а также самая близкая к Солнцу (Фото: Shutterstock).

Меркурий — планета, полная загадок. Например, хотя магнитное поле Меркурия намного слабее, чем у Земли, исследователи не ожидали его существования, поскольку планета очень мала и, по-видимому, геологически неактивна. На Меркурии также имеются необычно темные участки поверхности, которые миссия Messenger идентифицировала как графит — форму углерода. Эта особенность вызвала любопытство у Яньхао Линя, ученого из Научно-исследовательского центра высоких давлений и технологий в Пекине и соавтора исследования. Чрезвычайно высокое содержание углерода на Меркурии навело его на мысль о том, что внутри планеты есть что-то особенное, сообщило издание Live Science 18 июля.

Ученые подозревают, что Меркурий мог образоваться, как и другие каменистые планеты, в результате остывания горячего магматического океана. В случае Меркурия этот океан, вероятно, богат углеродом и силикатами. Сначала металл сгустился в океане, образовав ядро в центре, в то время как оставшаяся магма кристаллизовалась в среднюю мантию и внешнюю кору планеты.

В течение многих лет исследователи считали, что температура и давление мантии достаточно высоки для того, чтобы углерод образовал графит, который легче мантии, и поднялся на поверхность планеты. Однако исследование 2019 года показало, что мантия Меркурия может быть на 50 километров глубже, чем считалось ранее. Это резко повышает температуру и давление на границе ядра и мантии, создавая условия для объединения углерода в алмаз.

Чтобы изучить эту возможность, группа исследователей из Бельгии и Китая, включая Линя, протестировала химическую смесь железа, кремния и углерода. Смесь напоминает состав некоторых метеоритов, имитируя магматический океан раннего Меркурия. Команда также залила смесь различным количеством сульфида железа. Они предполагают, что магматический океан содержал много серы, поскольку поверхность Меркурия сегодня также богата серой.

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 3. — Внутреннее строение Меркурия в младенчестве (слева) и сегодня, со слоем алмазов в самой нижней области мантии - Фото: Яньхао Линь/Бернард Чарли

Используя многослойный пресс, Линь и его коллеги подвергли химическую смесь давлению в 7 гигапаскалей, что примерно в 70 000 раз превышает давление земной атмосферы на уровне моря, и температуре до 1970 градусов по Цельсию. Такие экстремальные условия имитируют условия глубоко внутри Меркурия. Кроме того, исследователи использовали компьютерные модели для более точного измерения температуры и давления на границе мантии и ядра Меркурия, а также для моделирования физических условий, при которых графит или алмаз были бы стабильны. Эта компьютерная модель поможет лучше понять основную внутреннюю структуру планеты.

Эксперименты показывают, что такие минералы, как оливин, с большей вероятностью образуются в мантии. Однако группа также обнаружила, что добавление серы в химическую смесь приводит к ее затвердеванию только при более высоких температурах. Такие условия также более благоприятны для образования алмазов. Фактически, компьютерное моделирование исследователей также показывает, что в новых условиях алмазы могут кристаллизоваться по мере затвердевания внутреннего ядра Меркурия. Расчеты показывают, что алмазы образуют слой средней толщиной около 15 км.

Однако добыча указанных алмазов невозможна. Помимо экстремальных температур на планете, алмазы залегают слишком глубоко, примерно в 300 милях от поверхности. Но они важны для магнитного поля Меркурия. Линь объяснил, что алмазы могут способствовать передаче тепла между ядром и мантией, создавая разницу температур и заставляя жидкое железо вращаться, что, в свою очередь, формирует магнитное поле.