Китайские и бельгийские ученые обнаружили признаки существования алмазного слоя на границе между ядром и мантией Меркурия (CMB), что было опубликовано в журнале Nature Communications. Меркурий обладает уникальными особенностями, включая высокую плотность ядра и темную поверхность. Ранее миссии, такие как космический аппарат NASA MESSENGER, показали, что поверхность планеты содержит значительное количество графита — одной из форм углерода, что указывает на наличие богатого углеродом магматического океана в прошлом. Этот океан, со временем застыл и образовал темную графитовую корку.
Ранняя теория о графитовой корке основывалась на представлениях относительно низких температур и давлений в недрах планеты вблизи границы между ядром и мантией. Однако новые исследования показали, что CMB располагается глубже, чем предполагалось учеными, а железное ядро может содержать серу, которая могла оказывать влияние на кристаллизацию магматического океана.
Чтобы воспроизвести условия в недрах Меркурия, ученые использовали высокое давление и температуру в экспериментах, а также термодинамическое моделирование. Для этого они применили пресс большого объема и силикат в качестве исходного материала, что позволило имитировать условия на границе ядра и мантии планеты.
Исследователям удалось достичь давления около семи гигапаскалей и изучить поведение минералов при этих условиях. Они также проанализировали химический состав экспериментальных образцов, уделив особое внимание фазам графита и алмаза, и спрогнозировали фазовую стабильность.
Результаты показывают, что хотя графит, вероятно, был доминирующей углеродной фазой во время кристаллизации магматического океана, кристаллизация ядра привела к образованию алмазного слоя в CMB. Предполагаемая толщина этого слоя составляет от 15 до 18 километров. Ученые также предполагают, что текущая температура в CMB Меркурия приближается к точке, при которой графит может превратиться в алмаз.
Это объясняет и наличие необычайно сильного магнитного поля на планете. Высокая теплопроводность алмаза способствует эффективному передаче тепла из ядра в мантию, вызывая температурную стратификацию и изменение конвекции в жидком внешнем ядре Меркурия, что, в свою очередь, влияет на генерацию магнитного поля.
Источник: https://lenta.ru/news/2024/07/11/mercury/
