Ученые уже давно знают, что на поверхности Меркурия есть очень много углерода, который обычно имеет форму графита. Однако недавние исследования, которые состояли из компьютерного моделирования и физических экспериментов с образцами материалов, показали, что часть этого вещества может образовывать слой алмазов толщиной 18 км.
Углерод на Меркурии
Недавно ученые из Китая и Бельгии опубликовали в журнале Nature Communications исследование, согласно которому в глубинах Меркурия может скрываться слой алмазов толщиной до 18 км. Этот вывод не является совсем уж неожиданным, поскольку базируется на целом ряде исследований, выполненных в течение последних десятилетий.
Благодаря им и исследованиям космического аппарата MESSENGER, ученые знали, что на Меркурии много углерода, особенно в форме графита. Именно он придает поверхности этой планеты темный цвет. Однако углерод может существовать во многих формах, которые он может приобретать при определенных значениях температуры и давления.
Традиционно считается, что графит, который мы сейчас видим на поверхности Меркурия, образовался в самом начале существования планеты. Тогда ее поверхность представляла собой океан расплавленной магмы. Из него, вследствие гравитационной сепарации, и поднялся слой этой модификации углерода.
Алмазы на Меркурии
В новом исследовании ученые предположили, что в начале истории Меркурия углерод в его глубинах мог образовать и другие формы. Дело в том, что модели, которые использовались для описания геологической истории этой планеты, базировались на представлении, что давление в ее глубинах было достаточно низким. Однако более поздние исследования показали, что это не так. Кроме того, там нашли серу, и это на самом деле многое меняет.
Ученые провели исследование, которое включало механические эксперименты с образцами, по своему составу напоминающими кору Меркурия, и математическое моделирование. Во время них искусственный силикат нагревали и подвергали давлению до 7 ГПа. Согласно последним исследованиям, давление в глубинах первой от Солнца планеты может достигать 5,5 ГПа.
Ученые внимательно изучили то, во что превратился их образец в таких адских условиях. Они установили, что часть его превратилась не в графит, а в алмаз. Его было совсем немного, но наличие серы работало как плавень, то есть вызывало разжижение магмового океана. Это в свою очередь способствовало сепарации фаз.
По мнению исследователей, именно таким образом на определенной глубине под поверхностью Меркурия должен был возникнуть удивительный слой. Он мог бы содержать углерод в виде алмазов, а толщина его должна была бы достигать от 15 до 18 км.
Влияние на магнитное поле
Одним из важных результатов нового исследования является то, что оно способно объяснить одну из самых больших загадок Меркурия — неожиданно мощное магнитное поле. Дело в том, что высокая теплопроводность алмаза способствует более эффективному перераспределению энергии внутри планеты.
Благодаря этому внутри Меркурия возникают мощные потоки вещества. Они могут нести заряд и таким образом способствовать образованию более мощного магнитного поля.
По материалам phys.org
