پژوهش جدید: لایه الماس ۱۸ کیلوم‌تری در مرز هسته و گوشته عطارد کشف شد

عطارد کوچک‌ترین سیاره منظومه شمسی است و به دلیل سطح تاریک و چگالی بالای هسته خود، همیشه پنهان‌کارانه باقی مانده است. با این حال، ستاره‌شناسان معتقدند که سطح این سیاره حاوی مقادیر قابل‌توجه‌ی گرافیت (نوعی کربن) است. 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 نیتشر کامیونیكیشنز منتشر کرده‌اند که وجود یک لایه الماس را در مرز هسته و گوشته عطارد تأیید می‌کند. این پژوهش نشان می‌دهد که ضخامت این لایه تا ۱۸ کیلوم‌تر (۱۱ مایل) می‌رسد. این یافتن پیشرفتی قابل‌توجه در درک فرا‌یند‌های تفکیک سیاره‌ای است، یعنی اینکه سیارات چگونه لایه‌های درونی مجزا را شکل می‌دهند.

دانشمندان بر این باورند که لایه الماس ناشی از 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 آن 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.ارگ گفت سال‌ها پیش متوجه شدم که وجود کربن فرا‌وان در عطارد می‌تواند پیامد‌های مهمی داشته باشد. این امر باعث شد بفهمم 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 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 تأثیر می‌گذارد.

رسانایی حرارتی بالای لایه الماس بر دینامیک حرارتی و تشکیل می‌دان مغناطیسی عطارد اثر می‌گذارد. لایه الماس انتقال گرما از هسته به گوشته را تسهیل می‌کند؛ به این دلیل بر گرماگریدیان، همرفت در هسته بیرونی مایع و در نتیجه بر می‌دان مغناطیسی تأثیر 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.