Між ядром і мантією Меркурія виявили шар з алмазів

ОЛЕКСАНДРА ІВАНОВА  ДЖЕРЕЛО: NATURE COMMUNICATIONS

Нове моделювання складу надр Меркурія виявило, що на межі ядра і мантії планети знаходиться прошарок з алмазів товщиною у 18 кілометрів. На думку науковців, він утворився внаслідок кристалізації збагаченого вуглецем магматичного океану Меркурія. Якщо науковці праві у своїх висновках, то шар з алмазів всередині Меркурія пояснює і магнітне поле планети, і незвичний склад її поверхні, і виявлену раніше значну різницю у масах ядра й мантії. Дослідження опубліковане у Nature Communications.

Що спонукало на пошук алмазного прошарку?

Незвичний склад поверхні Меркурія, зокрема наявність графіту, а також висока густина його ядра давно привертали увагу вчених. Вони припустили, що у минулому на планеті існував збагачений вуглецем магматичний океан. Під час його охолодження легший графіт міг підійматися на поверхню, утворюючи графітову кору. Тоді як у надрах, де високий тиск і температура, вуглець міг кристалізуватися у формі алмазів. Щоб перевірити цю ідею, науковці Китайського центру передових досліджень науки й техніки високого тиску, вирішили провести низку експериментів.

Як вдалося виявити алмазний шар?

Щоб перевірити припущення, науковці створили за допомогою великооб'ємного преса умови, подібні до тих, що можуть бути на межі ядра і мантії Меркурія: температуру у 1 939 градусів Цельсія і тиск до 7 гігапаскалей. У цих умовах вони досліджували, як різні мінерали, зокрема графіт і алмаз, досягають рівноважних фаз за екстремальних умов. Так виявилося, що при тиску вже близько 5,5 гігапаскаля графіт починає перетворюватися на алмаз.

Запропонований вченими сценарій остигання магматичного океану на Меркурії, що згодом утворив шар алмазів. Yongjiang Xu et al. / Nature Communications, 2024

Крім того, вчені ідентифікували силікатні мінерали, такі як олівін, ортопіроксен, клінопіроксен і гранат, а також сульфіди, які можуть співіснувати з алмазом у цих екстремальних умовах. Ці результати узгоджуються з попередніми дослідженнями мінералогії мантії Меркурія, й уможливлюють існування алмазного шару у надрах Меркурія. За оцінками науковців, цей шар може мати товщину від 15 до 18 кілометрів, і завдяки своїй теплопровідності може сприяти створенню магнітного поля Меркурія, підсилюючи конвекцію у рідкому зовнішньому ядрі планети.

Як це змінює уявлення про Меркурій?

Це відкриття пропонує новий погляд на внутрішню структуру Меркурія та її вплив на його геологічні та магнітні особливості. Зокрема отримані дані допоможуть краще інтерпретувати спостереження місії BepiColombo — другого в історіїї апарата, який працюватиме на орбіті Меркурія.

• Крім алмазів у надрах, нещодавно на Меркурії знайшли ознаки існування соляних льодовиків. Вони лежать біля північного полюса та, імовірно, зберігають леткі речовини, більшість яких зникла з Меркурія мільярди років.