Меркурий, который все знают как самую маленькую планету в Солнечной системе, скрывает под своей поверхностью удивительную тайну. Недавняя публикация в журнале Nature Communications, размещенная учеными из Китая и Бельгии, предполагает существование на глубине Меркурия алмазного слоя, который может достигать 18 километров в толщину. Это открытие кардинально меняет наше представление о процессах формирования внутренних слоев планет земной группы и открывает новые горизонты в планетологии.
Меркурий давно привлекал внимание ученых своей необычно темной поверхностью и слишком высокой плотностью ядра. Астрономы знали о большом количестве графита, одного из видов углерода, на поверхности этой планеты. Однако недавние исследования показывают, что под этим графитовым слоем на границе между ядром и мантией находится толстый алмазный пласт.
Ученые полагают, что алмазный слой на Меркурии сформировался благодаря кристаллизации углеродосодержащего магматического океана. Когда планета остывала, углерод на ее поверхности преобразовывался в графит. Однако исследование ставит под сомнение предположения о том, что графит был единственной стабильной фазой углерода в этот период.
Исследователи провели ряд экспериментов, а также термодинамическое моделирование, чтобы попытаться воспроизвести условия внутри Меркурия. Было достигнуто давление величиной до 7 Гигапаскалей, которое позволило ученым изучить равновесные фазы минералов планеты. Установлено, что присутствие серы в железном ядре Меркурия влияло на процесс кристаллизации магматического океана. Сера понижала температуру ликвидуса, облегчая формирование алмазного слоя на границе между ядром и мантией. Также образовался слой сульфида железа, который повлиял на содержание углерода в процессе дифференциации планеты.
Между тем высокая теплопроводность алмазного слоя оказывает значительное влияние на тепловую динамику Меркурия и генерацию его магнитного поля. Алмазный слой способствует передаче тепла от ядра к мантии, что влияет на температурные градиенты и конвекционные процессы в жидком внешнем ядре, что, в свою очередь, воздействует на формирование магнитного поля планеты.
Эти открытия имеют важное значение для понимания других углеродосодержащих планетных систем и планет земной группы, схожих по размерам и составу с Меркурием. Процессы, наблюдаемые на Меркурии, могут происходить и на других планетах, оставляя схожие признаки, если будут соблюдены определенные условия.
Меркурий, будучи ближайшей к Солнцу планетой, уже давно стал объектом исследования различных космических миссий, таких как «Маринер 10» и «Мессенджер». Эти миссии позволили собрать данные о химическом составе и геологической структуре планеты. Современные исследования продолжают раскрывать новые аспекты геологии Меркурия, включая возможное существование алмазных слоев. Подобные слои могут также существовать на Венере, Земле и Марсе, если их внутренние условия и процессы будут схожими с теми, что происходили на Меркурии. Наличие высоких концентраций углерода, нужного давления и соответствующих температурных условий может привести к формированию аналогичных алмазных структур.
🔥 Смотрите также: