عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و به دلیل سطح تاریک و چگالی بالای هسته، همواره پنهانکارانه باقی مانده 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، دقیقا 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 الماسی 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، مطالعه حاضر این فرضیه را به چالش میکشد که گرافیت تنها فاز پایدار کربن در آن دوره بوده است.
دکتر یانهائو لین، یکی از نویسندگان این تحقیق از مرکز تحقیقات پیشرفته علم و فناوریهای سختی بالا در پکن، به فیز.ارج گفت سالها پیش متوجه شدم که وجود کربن فراوان در عطارد میتواند پیامدهای مهمی داشته باشد. این امر مرا به این نتیجه رساند که اتفاقی خاص در درون این سیاره رخ داده است.
شرایطی که باعث تشکیل لایه الماس ضخیم در عطارد شده است
محققان با بهرهگیری از آزمایشهای سختی و دمای بالا در کنار مدلسازی ترمودینامیکی، شرایط درونی عطارد را بازسازی کردند. آنها به فشارهایی تا ۷ گیگاپاسکال دست یافتند که امکان مطالعه فازهای تعادلی مواد معدنی عطارد را فراهم آورد.
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 در مرز هسته و گوشته را 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؛ از این رو بر گرماگرادیان، همرفت در هسته بیرونی مایع و در نتیجه بر میدان مغناطیسی اثر میگذارد.
فرایندهای مشاهدهشده در عطارد میتواند در سیارات سنگی 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، البته در صورتی که شرایط به طور دقیق مناسب باشد.