Под поверхностью Меркурия может скрываться толстый слой алмазов

Существует высокая вероятность того, что затраты на добычу полезных ископаемых будут значительно превышать их стоимость, однако подтверждение этого факта предоставит нам важную информацию о процессах формирования планет. Это исследование опубликовано в открытом доступе в журнале Nature Communications.

Фото: Wikipedia by Justin Cowart, PDM

Меркурий светит довольно ярко, но его близость к Солнцу означает, что он получает огромное количество света, отражая лишь 9 процентов. Космический корабль MESSENGER показал, что это связано с наличием большого количества графита на его поверхности.

Хотя углерод составляет всего 1-4 процента по массе, это примерно в сто раз больше, чем на Земле, и достаточно, чтобы затемнить большую часть планеты.

Распределение графита позволило планетологам сделать вывод, что углерод присутствовал на Меркурии с момента его формирования, а не был принесен кометами или астероидами. Юнцзян Сюй из Китайского центра передовых исследований науки и технологий высокого давления изучает, что, вероятно, произошло с этим углеродом, когда Меркурий дифференцировался на ядро и кору из начального горячего состояния.

Скорее всего, в начале существования Меркурий имел еще больше углерода, чем сейчас. Когда его поверхность представляла собой океан магмы, такие газы, как углекислый газ и метан, выделялись и выходили из-за низкой гравитации планеты.

"Обилие графита в коре Меркурия указывает на то, что планета оставалась насыщенной углеродной фазой во время металлосиликатной дифференциации, формирования ядра и кристаллизации магматического океана", — пишут Сюй и его соавторы.

Однако для образования алмазов недостаточно только углерода — необходимо также давление. Меркурий — меньшая планета с меньшей гравитацией, чем Земля, и давление в его древнем магматическом океане и мантии считалось недостаточным для создания драгоценных камней. Вместо этого считалось, что углерод находился в форме графита, который плавал на поверхности.

Новые модели гравитационного поля Меркурия ставят это под сомнение. Это вдохновило авторов исследования подвергнуть образцы элементов, которые могли присутствовать на Меркурии, воздействию давления в 7 гигапаскалей и температуре почти 2000°C.

Есть два сценария образования алмазов. Либо они возникли из океана магмы (эта стадия, как полагают, была общей для всех внутренних планет), либо они были выдавлены из ядра при его кристаллизации.

Авторы обнаружили, что первый сценарий возможен только в том случае, если бы на Меркурии было достаточно много серы в океане магмы, так как это изменило бы химический состав, делая возможным производство алмазов. Даже в этом случае крупномасштабная добыча алмазов маловероятна, хотя и не исключена.

Однако основной сценарий кажется более вероятным. По мере формирования твердого внутреннего ядра углерод вытеснялся наружу, образуя слой алмаза толщиной в несколько километров. Высокие температуры могли бы преобразовать внешние части этого слоя обратно в графит. Сколько материала было потеряно таким образом, неясно, но значительная его часть могла сохраниться между ядром Меркурия и его силикатной мантией. Проводимость этого слоя алмаза может способствовать созданию магнитного поля Меркурия.

Этот слой, вероятно, не имеет толщины ни одного километра, но старший автор исследования доктор Бернар Шарлье из Льежского университета сказал: "Будем честны, мы понятия не имеем о потенциальном размере этих алмазов".