عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و به دلیل سطح تاریک و چگالی بالای هسته خود، همواره پنهانمانده بوده است. با این حال، ستارهشناسان معتقدند که سطح این سیاره حاوی مقادیر قابلتوجهی گرافیت، نوعی از کربن، میباشد. اکنون یک تحقیق تازه وجود یک لایه الماس ضخیم در زیر این پوسته گرافیتی، در مرز بین هسته و گوشته، را آشکار کرده است.
دانشمندان چینی و بلژیکی به طور مشترک مطالعهای را در نشریه نیچر کامیونیکیشنز منتشر کردهاند که وجود لایه الماس را در مرز هسته و گوشته عطارد تأیید میکند. این پژوهش نشان میدهد که ضخامت این لایه تا ۱۸ کیلومتر، معادل ۱۱ مایل، میرسد. این یافتن پیشرفتی قابلتوجه در درک فرایندهای تفکیک سیارهای، یعنی نحوه شکلگیری لایههای داخلی مجزا در سیارات، محسوب میشود.
دانشگران بر این باورند که لایه الماس ناشی از تبلور اقیانوس ماگمای غنی از کربن عطارد شکل گرفته است. با یخزدن سیاره، این کربن یک پوسته گرافیتی بر روی سطح ایجاد کرد. با این حال، این مطالعه فرضیهای را که گرافیت تنها فاز پایدار کربن در آن دوره بوده، به چالش میکشد.
دکتر یانهائو لین، یکی از نویسندگان این تحقیق از مرکز تحقیقات پیشرفته علم و فناوریهای سختی بالا در پکن، به فیز.ارگ گفت سالها پیش متوجه شدم که وجود کربن فراوان در عطارد میتواند پیامدهای مهمی داشته باشد. این امر باعث شد تا بفهمم که اتفاقی خاص در درون این سیاره رخ داده است.
شرایطی که باعث تشکیل لایه الماس ضخیم در عطارد شده است
محققان از آزمایشهای سختی و دمای بالا به همراه مدلسازی ترمودینامیکی برای بازسازی شرایط درونی عطارد بهره بردند. آنها به فشارهای تا ۷ گیگاپاسکال دست یافتند که امکان مطالعه فازهای تعادل 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 اثر 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 همین دلیل بر گرمادی، همرفت در هسته بیرونی مایع و در نتیجه بر میدان مغناطیسی اثرگذار است.
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 سایر سیارات سنگی وجود داشته باشد، هرچند شرایط باید به طور دقیق مناسب باشد.
