Gyémántréteg rejtőzhet a Merkúr mélyén

A Merkúr meglepően szenes bolygó, ezt a Messenger űrszonda mérései alapján tudjuk, egyes számítások szerint 2-4 tömegszázaléknyi szén lehet a kérgében, a felszínén pedig sok a grafit. Egy kínai és belga kutatókból álló csoport arra következtetett, hogy a Merkúr születésekor kialakult magmaóceánja eleve szénben gazdag lehetett, a felszíni grafit is ebből eredhet. Emellett azonban a bolygó mélyén lezajlott események is izgalmasak lehettek.

A kutatók úgy gondolják, nem a grafit volt az egyetlen stabil formája a szénnek, a Merkúr magmaóceánjának megszilárdulása során. Korábban a mélybeli nyomás és hőmérséklet nem tűnt elég nagynak, azonban az újabb elméletek szerint a bolygó magja nagyobb mélységben lehet, ez pedig azzal is jár, hogy nagyobb a nyomás és persze melegebb is van ott. Egy másik elképzelés szerint a Merkúr magjában kén is található, ez pedig befolyásolja, miként kristályosodik ki a magmaóceánja, és ezzel azt is, hogy a szén milyen formában lehet benne jelen.

A kutatók most nagy nyomáson és hőmérsékleten végzett laborkísérletekkel, valamint modellezéssel is igyekeztek utánajárni, mi is lehetett a Merkúr ősi magmaóceánjának mélyén. A mag és a köpeny határán uralkodó körülményeket imitálva 7 gigapascal nyomást értek el (ez a Föld mag-köpeny határán uralkodó 136 gigapascalnak csak a töredéke, azonban a Merkúrénak megfeleltethető). Ekkora nyomáson vizsgálták meg tehát, hogy miként viselkednek a kísérletben használt szilikátásványok, különösen arra voltak kíváncsiak, hogy a grafittal, gyémánttal mi történik ennek fázisai során.

A kutatók arra jutottak, hogy 5,575 gigapascal nyomáson, ha az olvadékban 11 százaléknyi kén van, akkor jelentősen megváltozik az olvadási hőmérséklete. Ebből arra következtettek a kutatók, hogy míg a köpeny kikristályosodása során grafit jött létre, amikor a mag megszilárdult, a szén már gyémántként kapott formát.

A modellszámítások szerint ennek az az eredménye, hogy a mag-köpeny határon egy gyémántréteg alakulhatott ki, amely akár 15-18 kilométeres vastagságú is lehet.

Az elképzeléssel nemcsak különös gyémántrétegre következtettek a kutatók, hanem azt is megmagyarázták, hogy miként lehet a Merkúrnak a méretéhez képest jelentős mágneses tere. Ez, a szakemberek elképzelései szerint annak köszönhető, hogy a gyémánt kiváló hővezetése miatt erős konvektív áramlatok alakulhatnak ki az olvadt külső magban. Ezek az áramlatok felelősek a mágnesség létrejöttéért.