14 کیلومتر “الماس”؛ آیا گنج عظیمی در «عطارد» پنهان شده است (+عکس)

شبیه سازی های جدید نشان می دهد که ممکن است یک لایه الماس به ضخامت نه مایل در اعماق سطح عطارد کمین کرده باشد. بعید است که این الماس ها برای ساخت جواهرات گران قیمت استخراج شوند، اما کشف آنها می تواند به حل برخی از بزرگترین اسرار سیاره کمک کند.

یک مطالعه جدید نشان می دهد که “عطارد” ممکن است یک لایه ضخیم از الماس صدها کیلومتر زیر سطح خود داشته باشد. این یافته ها که در 14 ژوئن در مجله Nature Communications منتشر شد، می تواند به حل اسرار مربوط به ترکیب سیاره و میدان مغناطیسی عجیب آن کمک کند.

عطارد پر از راز است. یکی یکی از آنها میدان مغناطیسی است. اگرچه میدان مغناطیسی آن بسیار ضعیف تر از زمین است، اما این غیرمنتظره است زیرا این سیاره کوچک است و به نظر می رسد که از نظر زمین شناسی غیر فعال است. عطارد همچنین دارای نقاط تاریک غیرمعمولی بر روی سطح خود است که توسط ماموریت MESSENGER ناسا به عنوان گرافیت، نوعی کربن شناخته شده است.

این ویژگی اخیر، یانهائو لین، پژوهشگر مرکز تحقیقات پیشرفته علم و فناوری فشار بالا در پکن را برانگیخت. یکی توسط نویسندگان این مطالعه. او در بیانیه ای گفت: محتوای کربن بسیار بالای جیوه باعث شد متوجه شوم که ممکن است اتفاق خاصی در داخل آن رخ داده باشد.

علیرغم عجیب و غریب عطارد، دانشمندان بر این باورند که احتمالاً مانند سایر سیارات زمینی شکل گرفته است: با خنک کردن یک اقیانوس ماگمایی داغ. در مورد عطارد، این اقیانوس احتمالاً سرشار از کربن و سیلیکات بود. ابتدا، فلزات درونی جامد شدند تا یک هسته مرکزی تشکیل دهند، در حالی که ماگمای باقی مانده در گوشته میانی و پوسته بیرونی سیاره متبلور شد.

برای سال‌ها، محققان تصور می‌کردند که دما و فشار در گوشته زمین به اندازه‌ای بالاست که کربن بتواند گرافیت را تشکیل دهد که به دلیل سبک‌تر بودن از گوشته زمین به سطح شناور می‌شود. با این حال، یک مطالعه در سال 2019 نشان داد که گوشته عطارد ممکن است 50 کیلومتر عمیق تر از آنچه قبلا تصور می شد باشد. این به طور قابل توجهی فشار و دما را در مرز هسته و گوشته افزایش می دهد و شرایطی را ایجاد می کند که در آن کربن می تواند به الماس تبدیل شود.

برای بررسی این احتمال، تیمی از محققان بلژیکی و چینی، از جمله لین، مخلوط‌های شیمیایی حاوی آهن، سیلیس و کربن تهیه کردند. اعتقاد بر این است که چنین مخلوط هایی، از نظر ترکیبی مشابه انواع خاصی از شهاب سنگ ها، شبیه اقیانوس ماگمای جوان عطارد هستند. محققان همچنین این مخلوط ها را در مقادیر مختلف سولفید آهن غوطه ور کردند. آنها دریافتند که اقیانوس ماگما حاوی مقدار زیادی گوگرد است، شبیه به سطح غنی از گوگرد کنونی عطارد.

این تیم با استفاده از پرس چند سندان، مخلوط‌های شیمیایی را تحت فشارهای خردکننده 7 گیگا پاسکال (تقریبا 70000 برابر فشار جو زمین در سطح دریا) و دمای تا 1970 درجه سانتی‌گراد قرار دادند. این شرایط شدید شرایط را در اعماق عطارد شبیه سازی می کند.

علاوه بر این، محققان از مدل‌های کامپیوتری برای اندازه‌گیری دقیق‌تر فشار و دما در مرز بین هسته و گوشته عطارد و شبیه‌سازی شرایط فیزیکی که در آن گرافیت یا الماس پایدار می‌شوند، استفاده کردند. به گفته لین، چنین مدل های کامپیوتری ساختارهای اساسی درون یک سیاره را به ما نشان می دهند.

نموداری که لایه الماس فرضی را در مرز بین هسته و گوشته عطارد نشان می دهد.

این آزمایش ها نشان داد که مواد معدنی مانند الیوین احتمالاً در گوشته زمین تشکیل شده است که این یافته با مطالعات قبلی مطابقت دارد. با این حال، تیم دریافت که افزودن گوگرد به مخلوط شیمیایی باعث جامد شدن آن در دماهای بسیار بالاتر می شود. چنین شرایطی برای تشکیل الماس مساعدتر است.

در واقع، شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای این تیم نشان داد که در این شرایط تغییر یافته، الماس‌ها ممکن است با جامد شدن هسته درونی عطارد متبلور شده باشند و چون چگالی کمتری نسبت به هسته داشتند، به سمت مرز هسته و گوشته شناور شدند. محاسبات نشان داد که الماس ها در صورت وجود، لایه ای با ضخامت متوسط ​​حدود 15 کیلومتر تشکیل می دهند.

با این حال، استخراج این جواهرات ممکن نیست، زیرا، جدا از دمای شدید سیاره، الماس ها بسیار عمیق (حدود 485 کیلومتر زیر سطح) قرار دارند. اما این جواهرات به دلیل دیگری مهم هستند: آنها می توانند مسئول میدان مغناطیسی عطارد باشند.

لین توضیح داد که الماس ها می توانند به انتقال گرما بین هسته و روکش کمک کنند و باعث اختلاف دما و چرخش آهن مایع و در نتیجه میدان مغناطیسی شوند.

نتایج همچنین می تواند به توضیح شکل گیری سیارات فراخورشیدی غنی از کربن کمک کند. لین گفت: «فرآیندهایی که منجر به تشکیل یک لایه الماس بر روی عطارد شد، ممکن است در سیارات دیگر رخ داده باشد و علائم مشابهی از خود به جای گذاشته باشد.

سرنخ های بیشتر می تواند از BepiColombo، یک ماموریت مشترک بین آژانس فضایی اروپا و آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن باشد. کاوشگر فضایی که در سال 2018 پرتاب شد، قرار است از سال 2025 به دور عطارد بچرخد.