Бриллиантовая планета: на Меркурии обнаружили слой алмазов толщиной в 17 км

Миссия NASA MESSENGER показала, что Меркурий, самая маленькая и ближайшая к Звезде планета Солнечной системы, скрывает большой секрет. Используя данные космического аппарата NASA MESSENGER, ученые определили, что под корой Меркурия может находиться алмазная мантия толщиной 17 километров, сообщает издание Space. Меркурий долгое время озадачивал ученых, так как он обладает многими качествами, которые не характерны для […]

Сообщение Бриллиантовая планета: на Меркурии обнаружили слой алмазов толщиной в 17 км появились сначала на ForumDaily.

Миссия NASA MESSENGER показала, что Меркурий, самая маленькая и ближайшая к Звезде планета Солнечной системы, скрывает большой секрет. Используя данные космического аппарата NASA MESSENGER, ученые определили, что под корой Меркурия может находиться алмазная мантия толщиной 17 километров, сообщает издание Space.

Меркурий долгое время озадачивал ученых, так как он обладает многими качествами, которые не характерны для других планет Солнечной системы, пишет научный обозреватель Роберт Ли. У него очень темная поверхность, чрезвычайно плотное ядро. Вулканический период формирования планеты был завершен преждевременно. Среди загадок упоминаются также пятна графита на поверхности планеты. Эти пятна заставили ученых предположить, что в ранней истории Меркурия под корой планеты находился богатый углеродом океан магмы. Местами этот океан поднимался к поверхности формируя графитовые пятна и окрашивая планету в темный цвет.  Этот же процесс привел, возможно, к образованию богатой углеродом мантии под поверхностью.

По теме: Планета взрывается изнутри: из-за глобального потепления вспыхивает газ в недрах Земли

Команда исследователей, стоящая за такими выводами, считает, что эта мантия состоит не из графена, как предполагалось ранее, а из другого, гораздо более драгоценного аллотропа углерода — алмаза.

«Учитывая новую оценку давления на границе мантии и ядра, а также зная, что Меркурий — богатая углеродом планета, углеродсодержащий минерал, который образуется на границе между мантией и ядром, является алмазом, а не графитом, — сказал член команды Оливье Намур, доцент Левенского католического университета (Бельгия). — Наше исследование использует геофизические данные, собранные космическим аппаратом NASA MESSENGER».

ESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging) был запущен в августе 2004 года и стал первым космическим аппаратом, который вышел на орбиту Меркурия. Благодаря миссии, завершившейся в 2015 году, ученые нанесли на карту весь маленький мир планеты обнаружив обильные запасы водяного льда на поверхности и собрав важные данные о геологии и магнитном поле Меркурия.

Под давлением!

Несколько лет назад исследование преподнесло большой сюрприз. Ученые обнаружили, что мантия этой маленькой планеты толще, чем считалось ранее.

«Мы сразу подумали, что это должно иметь огромное значение для спецификации углерода на Меркурии», — поведал Намур.

Команда воссоздала в лаборатории условия на Меркурии используя специальный пресс. Ученые применили невероятное давление, более семи гигапаскалей, к синтетическому силикату, имитирующему материал, найденный в мантии Меркурия. Температура достигала  2177 ºС. Это позволило понять, как минералы, подобные тем, которые были найдены в мантии Меркурия, изменялись при этих условиях. Ученые среди прочего использовали компьютерное моделирование для оценки данных о внутреннем строении Меркурия. Это дало подсказки о том, как могла быть создана алмазная мантия Меркурия.

«Мы считаем, что алмаз мог быть сформирован двумя процессами. Первый — кристаллизация океана магмы, но этот процесс, вероятно, способствовал формированию только очень тонкого алмазного слоя на границе ядра и мантии, — пояснил Намур. — Во-вторых, и самое главное —  кристаллизация металлического ядра Меркурия».

Как сказал доцент Левенского католического университета, когда Меркурий сформировался около 4,5 миллиарда лет назад, ядро планеты было полностью жидким и постепенно кристаллизировалось с течением времени. Точная природа твердых фаз, образующихся во внутреннем ядре, в настоящее время неизвестна, но команда Намура считает, что эти фазы должны были быть бедными углеродом.

«Жидкое ядро до кристаллизации содержало немного углерода; кристаллизация, таким образом приводит к обогащению углеродом мантии планеты, — уточнил ученый. — В какой-то момент концентрация углерода, растворенного в жидкой мантии, достигает своего порога, и образуется алмаз».

Алмаз является плотным минералом, но не таким, как металл. То есть во время кристаллизации он поднимался бы к вершине ядра останавливаясь на границе между ядром и мантией Меркурия. Это привело бы к образованию слоя алмаза толщиной около 1 км, который со временем продолжал бы расти.

Такое открытие подчеркивает различия между рождением ближайшей к Солнцу планеты по сравнению с образованием других каменистых планет Солнечной системы — Венеры, Земли и Марса.

«Меркурий сформировался намного ближе к Солнцу, вероятно, из богатого углеродом облака пыли. В результате Меркурий содержит меньше кислорода и больше углерода, чем другие планеты, что привело к образованию алмазного слоя, — добавил Намур. — Тем не менее ядро Земли содержит углерод, и теория об образовании алмазов в ядре Земли уже была предложена различными исследователями».

Ученый надеется, что это открытие поможет раскрыть некоторые загадки, окружающие самую маленькую планету Солнечной системы, включая то, почему ее вулканическая фаза развития была преждевременно завершена около 3,5 миллиарда лет назад.

«Основной вопрос, который у меня возникает по поводу эволюции Меркурия: почему основная вулканическая фаза длилась всего несколько сотен миллионов лет — намного меньше, чем у других каменистых планет. То есть планета очень быстро остыла, — сделал вывод Намур. — Это частично связано с маленьким размером планеты, но мы сейчас работаем с физиками, чтобы попытаться понять, мог ли алмазный слой способствовать очень быстрому остыванию.

Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке — читайте все это на ForumDaily New York

По мнению ученого, следующим шагом команды будет исследование теплового эффекта алмазного слоя на границе мантии и ядра. Это исследование может быть поддержано данными от миссии, которая последует за миссией MESSENGER.

«Мы с нетерпением ждем первых данных, собранных автоматической космической миссией BepiColombo. Они должны поступить в 2026 году и помогут уточнить наше понимание внутреннего строения и эволюции Меркурия», — заключил Намур.

Исследование команды было опубликовано в журнале Nature Communications.

Сообщение Бриллиантовая планета: на Меркурии обнаружили слой алмазов толщиной в 17 км появились сначала на ForumDaily.