Слой диаманти с дебелина до около 18 км може би се крие под повърхността на Меркурий, най-малката планета в слънчевата система, както и най-близката до Слънцето.
Диамантите може би са се формирали скоро след като Меркурий се обособява като планета, преди около 4.5 милиарда години. Както всички скалисти планети, и тук газове и прах, под влияние на налагане и температура, постепенно се превръщат в планета. По това време, планетата е имала кора от графит, плаваща в океан от магма.
Екип изследователи създава експеримент, в който се пресъздават тези условия. Те ползват машина, която обичайно се ползва, за да се установи как различни материали се държат при високо налагане, а с подобни машини се произвеждат индустриални диаманти.
„Това е голяма преса, която позволява да подложим малки проби на същото високо налагане и температура, каквито би имало дълбоко в мантията на Меркурий, на границата между мантията и ядрото.“ Казва Бернар Шарли, съавтор на проучването.
Екипът използва синтетичен микс от елементи, включително силиций, титан, магнезий и алуминий, поставени в капсула от графит, за да наподоби предполагаемата композиция на Меркурий в ранните му дни. След това изследователите прилагат налягане около 70 000 пъти по-високо от това на повърхността на Земята и температура от 2000 градуса по Целзий.
След като пробата се разтапя, изследователите анализират химичния и минералния състав и установяват, че графитът се е превърнал в диамантени частички.
Този механизъм не само ни дава перспектива за това, което може би се намира под повърхността на планетата, но и разкрива още едно парченце от пъзела за планетарната еволюция и вътрешната структура, която може да се екстраполира и върху екзопланети с подобни характеристики.
Меркурий е втората най-плътна планета след Земята. Голямо метално ядро заема около 85 % от планетата. Меркурий също е най-малко изследваната от скалистите планети в системата ни. Последната мисия на НАСА, Месинджър, обикаля Меркурий между март 2011 г. и април 2015 г. Друга мисия събира данни за геологията, химията и магнитното поле на планетата, преди да се разбие на повърхността.
„Знаем, че има много въглерод под формата на графит на повърхността на Меркурий, но има много малко изследвания за вътрешността на планетата“ казва Янхао Лин, друг от съавторите на проучването.
„В сравнение с Луната и Марс, знаем много малко за Меркурий, също и защото нямаме никакви проби от повърхността на планетата“ казва Шарли. Меркурий е различна от другите скалисти планети, защото е много близо до Слънцето и има много малко кислород, което влияе на химичните реакции там.
Едно от откритията на мисията Месинджър е, че Меркурий е богат на въглерод, а повърхността му е сива, заради това, че въглеродът е организиран в графит. Диамантите също се състоят от въглерод, подреден по друг начин под влияние на налягане и температура. Така, експериментът проследява какво се случва с този графит в ранната история на Меркурий.
Друг важен елемент от експеримента е добавянето на сяра, която се знае, че също е разпространен елемент там.
Сярата обаче намалява температурата на топене на пробата.
„Напълно се разтопи при по-ниска температура, отколкото ако в системата нямаше сяра, което е добре за стабилността на диамантите, тъй като диамантите харесват високо налягане, но ниска температура. И това е основното, което ни казва нашия експеримент – океанът от магма на Меркурий е по-хладен от очакваното и също така по-дълбок отколкото се знаеше при интерпретацията на геофизичните измервания.“ казва Шарли.
Благодарение на тези два фактора, се казва в изследването, е възможно да са се формирали диаманти.
Предположението е, че слоят диаманти е дебел между 15 и 18 км, но това може да се промени, тъй като е все още е в процес на образуване, а ядрото на Меркурий продължава да се охлажда.
Не може да се каже обаче колко са големи отделните диаманти. Според екипа, диамантите са чист въглерод, такива има и на Земята, формирани при подобни условия, така че меркурианските не биха се различавали значително.
Дали може някога тези диаманти да се добиват?
Според Шарли, не, дори и в бъдещето, тъй като слоят се намира на дълбочина 500 км. От геологична гледна точка обаче, ако на повърхността или към повърхността има движение на лава, не е невъзможно някои от тези диаманти да са по-близо до повърхността, подобно на това, което се случва на Земята.
Според Шарли, такъв процес на образуване на диаманти може би тече и на други екзопланети, които откриваме, ако в тяхната атмосфера има малко кислород и ако планетата е с размер не по-малък от този на Меркурий, тъй като тогава пък налягането би било твърде ниско.
Скоро може да научим повече за Меркурий, от мисията BepiColombo, която се очаква да стигне планетата през 2025 г. и да събере нови данни. Тя се осъществява съвместно от Европейската и Японската космически агенции.
