عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و به دلیل سطح تاریک و چگالی بالای هسته خود، همیشه پنهانماند. با این حال، ستارهشناسان معتقدند که سطح آن حاوی مقادیر قابل توجهی گرافیت (نوعی کربن) است. اکنون یک پژوهش تازه مشخص کرده است که یک لایه الماس ضخیم در زیر این پوسته گرافیتی، در مرز بین هسته و گوشته، قرار دارد.
دانشمندان چینی و بلژیکی اخیرا با همکاری یکدیگر مطالعهای را در نشریه نچر کامیونیکشنز منتشر کردهاند که وجود یک لایه الماس را در مرز بین هسته و گوشته عطارد تأیید میکند. این پژوهش حاکی از آن است که این لایه تا ۱۸ کیلومتر (۱۱ مایل) ضخامت دارد. این یافته نشاندهنده پیشرفت قابل توجهی در فهمیدن فرایندهای تفکیک سیارهای است، یعنی چگونه سیارات لایههای داخلی مجزا را تشکیل میدهند.
دانشمندان بر این باورند که لایه الماس به دلیل تبلور اقیانوس ماگمای غنی از کربن عطارد شکل گرفته است. با سرد شدن سیاره، این کربن یک پوسته گرافیتی روی سطح ایجاد کرد. با این حال، این مطالعه فرضیهای را که گرافیت تنها فاز کربنی پایدار در این دوره بوده، به چالش میکشد.
دکتر یانهائو لین، یکی از نویسندگان این مطالعه از مرکز تحقیقات پیشرفته علم و فناوریهای سختی بالا در پکن، به فیز.ارج گفت سالها پیش فهمیدم که وجود کربن زیاد در عطارد میتواند پیامدهای مهمی داشته باشد. این باعث شد دریابم که اتفاق خاصی در داخل این سیاره رخ داده است.
شرایطی که باعث تشکیل لایه الماس ضخیم در عطارد شده است
محققان از آزمایشهای سختی و دمای بالا همراه با مدلسازی ترمودینامیکی برای بازسازی شرایط درونی عطارد بهره گرفتند. آنها به فشارهای تا ۷ گیگاپاسکال دست یافتند که امکان مطالعه فازهای تعادلی مواد معدنی عطارد را فراهم کرد.
پژوهشگران آشکار کردند که وجود گوگرد در هسته آهنی عطارد بر فرایند تبلور اقیانوس ماگما تأثیر میگذارد. گوگرد دمای ذوب را کاهش میدهد و شکلگیری یک لایه الماس را در مرز هسته و گوشته تسهیل میکند. این لایه سولفید آهن را ایجاد میکند که بر محتوای کربن در طول تفکیک سیارهای تأثیر میگذارد.
رسانایی حرارتی بالای لایه الماس بر دینامیک حرارتی و تشکیل میدان مغناطیسی عطارد تأثیر میگذارد. لایه الماس انتقال گرما از هسته به گوشته را تسهیل میکند؛ به این دلیل بر گرمادی، همرفت در هسته بیرونی مایع و در نتیجه بر میدان مغناطیسی اثر میگذارد.
فرایندهای مشاهدهشده در عطارد میتواند در سیارات دیگر نیز رخ دهد و به طور بالقوه نشانههای مشابهی را به جای بگذارد. این مطالعه نتیجه میگیرد که لایههای الماس مشابه میتواند در دیگر سیارات سنگی وجود داشته باشد، اگرچه شرایط باید به طور دقیق مناسب باشد.