Под поверхностью Меркурия могут скрываться 15 километров твердых алмазов

Новые симуляции показывают, что под поверхностью Меркурия может скрываться слой алмазов толщиной до 15 километров. Хотя добыча этих драгоценных камней для ювелирных целей маловероятна, они могут помочь разгадать некоторые из самых больших загадок планеты.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, указывает на возможное существование толстого слоя алмазов под поверхностью Меркурия. Эти результаты могут пролить свет на состав планеты и ее уникальное магнитное поле.

Меркурий полон тайн. Одной из них является наличие у планеты магнитного поля, хотя оно значительно слабее земного. Это удивительно, так как планета крошечная и, по-видимому, геологически неактивная. Кроме того, на Меркурии есть необычно темные участки поверхности, идентифицированные миссией NASA Messenger как графит — форма углерода.

Эти особенности привлекли внимание Яньхао Линя, научного сотрудника Центра передовых исследований высоких давлений и технологий в Пекине и соавтора исследования. Высокое содержание углерода на Меркурии "заставило меня понять, что внутри него произошло что-то особенное", — отметил он.

Ученые предполагают, что Меркурий, вероятно, образовался так же, как и другие планеты земной группы: из остывающего горячего магматического океана, богатого углеродом и силикатом. Сначала металлы коагулировали, образуя центральное ядро, а оставшаяся магма кристаллизовалась в среднюю мантию и внешнюю кору планеты.

Ранее считалось, что температура и давление мантии Меркурия были достаточно высокими для формирования графита, который всплывал на поверхность. Однако исследование 2019 года показало, что мантия может быть на 50 километров глубже, чем предполагалось, что значительно повышает давление и температуру, создавая условия для кристаллизации углерода в алмаз.

Чтобы исследовать эту возможность, группа бельгийских и китайских исследователей, включая Линя, приготовила химические смеси, имитирующие магматический океан молодого Меркурия. Используя многоштамповый пресс, команда подвергла эти смеси давлению в 7 гигапаскалей и температурам до 1970 градусов по Цельсию, чтобы воспроизвести условия глубоко внутри планеты.

Эксперименты показали, что добавление серы в химические смеси значительно повышает температуру их затвердевания, создавая более благоприятные условия для образования алмазов. Компьютерное моделирование команды показало, что в таких условиях алмазы могли кристаллизоваться и формировать слой толщиной около 15 километров.

Однако добыча этих драгоценных камней маловероятна из-за экстремальных температур на планете и глубины их залегания — около 485 километров под поверхностью.

Алмазы могут быть важны по другой причине: они могут помогать передавать тепло между ядром и мантией, создавая разницу температур и вызывая завихрения жидкого железа, что, в свою очередь, генерирует магнитное поле, объяснил Линь.

Эти результаты могут также помочь понять развитие экзопланет, богатых углеродом. "Процессы, которые привели к образованию алмазного слоя на Меркурии, могли также происходить на других планетах", — добавил Линь.

Больше подсказок может дать миссия BepiColombo, совместный проект Европейского космического агентства и Японского агентства аэрокосмических исследований. Запущенный в 2018 году, космический аппарат должен выйти на орбиту Меркурия в 2025 году.