Strat de diamante cu o grosime medie de aproximativ 15 kilometri în subsolul planetei Mercur

Mercur ar putea avea un strat gros, format din diamante, la câteva sute de kilometri adâncime, conform unui nou studiu, publicat luna trecută în jurnalul Nature Communications, care poate oferi răspunsuri unor întrebări legate de compoziţia internă a acestei planete şi de bizarul ei câmp magnetic, transmite joi Live Science.

Mercur este o planetă misterioasă. Spre exemplu, are un câmp magnetic, care, deşi este mult mai slab decât al Terrei, este surprinzător pentru că planeta care-l generează este foarte mică şi aparent inactivă din punct de vedere geologic. De asemenea, Mercur are regiuni neobişnuit de întunecate la suprafaţă, ce au fost identificate în cadrul misiunii Messenger, a NASA, drept grafit, o formă de carbon.

Existenţa acestor regiuni acoperite de grafit la suprafaţa planetei i-a atras curiozitatea lui Yanhao Lin, cercetător la Centre for High Pressure Science and Technology Advanced Research din Beijing şi co-autor al studiului. Conţinutul extrem de ridicat în carbon al planetei Mercur "m-a făcut să înţeleg că ceva foarte special s-a produs probabil la interiorul său", conform unui comunicat dat publicităţii de cercetătorul chinez.

În pofida ciudăţeniilor acestei planete, oamenii de ştiinţă sunt de părere că Mercur s-a format într-un mod similar celorlalte planete telurice din Sistemul Solar: din răcirea unui ocean de magmă. În cazul lui Mercur, acest ocean era probabil bogat în carbon şi silicaţi. Mai întâi, metalele s-au coagulat în interiorul acestui ocean de magmă, formând un nucleu, în timp ce magma rămasă s-a cristalizat formând mantaua şi crusta planetei.

Timp de mai mulţi ani oamenii de ştiinţă au presupus că temperatura şi presiunea mantalei au fost suficient de mari pentru transformarea carbonului în grafit, care, având o greutate mai mică decât restul mantalei, a ieşit la suprafaţă. Dar un studiu din 2019 sugerează că mantaua lui Mercur poate ajunge până la o adâncime cu 50 de kilometri mai mare decât se credea. Astfel, condiţiile de presiune şi temperatură din zona de frontieră dintre nucleu şi manta ar putea fi suficient de mari pentru tranziţia carbonului în diamant.

Pentru a studia această posibilitate, o echipă de cercetători belgieni şi chinezi, din care a făcut parte şi Yanhao Lin, au creat o "supă" chimică ce conţine fier, silicat şi carbon. Astfel de amestecuri, similare în compoziţie cu anumite tipuri de meteoriţi, sunt considerate a reproduce condiţiile chimice iniţiale din oceanul de magmă ce acoperea planeta Mercur. Cercetătorii au adăugat în acest amestec şi diferite cantităţi de sulfură de fier. pentru că oceanul de magmă ar fi putut conţine cantităţi mari de sulfuri, în condiţiile în care crusta acestei planete este bogată în sulfuri.

Apoi, echipa a supus aceste amestecuri la presiunea de 7 gigapascali - de aproximativ 70.000 de ori mai mare decât presiunea pe Terra la nivelul mării - şi la o temperatură de 1.970 de grade Celsius - condiţii menite să le reproducă pe cele din adâncurile lui Mercur.

În plus, cercetătorii au folosit simulări pe calculator pentru a obţine măsurători mai precise ale presiunii şi temperaturii din zona de frontieră dintre manta şi nucleul planetei. Astfel de modele computerizate sunt folosite pentru a afla mai multe despre structura fundamentală a interiorului planetei.

Experimentele au arătat că minerale precum olivina s-au format probabil în manta - o descoperire care corespunde rezultatelor obţinute de alte studii. Însă, echipa a descoperit că adăugarea sulfurilor în amestecul chimic a făcut ca solidificarea să fie posibilă doar la temperaturi foarte ridicate. Astfel de condiţii sunt favorabile producerii de diamante. Aceste diamante s-ar fi cristalizat în perioada solidificării nucleului intern al planetei şi apoi ar fi migrat spre zona de frontieră dintre nucleu şi manta. Calculele arată că aceste diamante ar forma un strat cu o grosime medie de aproximativ 15 kilometri.

Extragerea acestor diamante este imposibilă cu tehnologiile actuale sau din viitorul apropiat pentru că se află la adâncimi mult prea mari (aproximativ 485 de kilometri adâncime), dar existenţa lor este importantă dintr-un alt punct de vedere. Acest strat de diamante ar putea fi originea câmpului magnetic al planetei Mercur. Diamantele ar putea avea un rol în transferul căldurii între nucleu şi manta, iar diferenţele de temperatură ar putea produce curenţi în interiorul fierului lichid, care ar genera astfel câmpul magnetic al planetei.

Concluziile acestui studiu pot fi folosite şi pentru a explica formarea şi evoluţia altor planete bogate în carbon. "Procesul care a dus la formarea unui strat de diamante în subsolul lui Mercur ar putea fi întâlnite şi pe alte planete, lăsând în urmă semnături similare", conform lui Lin, potrivit Agerpres.