研究:水星地下可能藏有18公里厚的鑽石層

【新唐人北京時間2024年08月03日訊】水星是離太陽最近的行星,在太陽系中個頭也最小。然而,根據新的研究,在這顆深灰色的星球表面下可能藏著一層鑽石,厚達18公里(11英里)。

我們也無法判斷單個鑽石有多大。比利時列日大學(University of Liège)地質學系主任伯納德‧查理爾(Bernard Charlier)說,「我們不知道它們的大小,但鑽石完全由碳構成,所以從成分來看,它們應該與我們所知道的地球上的鑽石類似。它們看起來就像純淨的鑽石。」

查理爾是這一研究報告的共同作者之一。根據他的說法,由於這些鑽石位於大約500公里(310英里)的地下。雖然無法開採,但這些鑽石仍然有機會證實自己的存在。

查理爾說,「水星表面的一些熔岩是由地幔深處的熔融作用形成的。我們有理由相信,這一過程可能會像地球上那樣,將一些鑽石帶到地表。」

該研究報告於6月刊登在《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

這些鑽石可能形成於大約45億年前,當水星剛從塵埃與氣體雲凝聚成行星之際,在高壓、高溫的環境中產生。據信,這顆新生行星當時擁有一層石墨地殼,位於其下深層的是汪洋般的岩漿。

研究人員利用一種名為鍛造壓機力的設備,在實驗中模擬了那種極端的環境。這種設備通常被用來研究材料在極端壓力條件下的反應,同時也用於生產人造鑽石。

樣本融化後,科學家們在電子顯微鏡下觀察化學和礦物的變化,發現石墨變成了鑽石晶體。研究人員說,這讓他們對水星表面下隱藏的祕密有了更深入的了解。

「我們知道水星表面有大量以石墨形式存在的碳,但關於水星內部的研究卻非常少。」北京高壓科學與技術先進研究中心的科學家林衍昊(Yanhao Lin)表示。他也是這項研究報告的共同作者。

重要發現

水星是離太陽最近、個頭最小的行星。但它也是太陽系中人類探索最少的類地行星。根據美國國家航空航天局(NASA)的MESSENGER於2011年3月至2015年4月期間完成的上一次水星探測任務,水星富含碳元素,其表面之所以呈現灰色,是因爲廣泛存在的石墨(碳的同素異形體)。而純碳在特定的壓力和溫度條件下可以形成鑽石。研究人員想知道,在這顆行星形成的過程中是否也會出現這種過程。

根據MESSENGER的研究,水星上也存在硫磺,這使Yanhao Lin、查理爾和他們的同事在進行模擬實驗時,對水星形成時內部狀態又有了新的發現。

「與不含硫的系統(如地球)相比,水星岩漿在較低的溫度下就能完全熔化,這有利於鑽石的穩定性,因為鑽石喜歡高壓但溫度較低的環境。」查理爾說,「這正是我們實驗的主要發現——水星岩漿海的溫度比預期的低,而且根據(MESSENGER)對(水星)地質物理測量數據的重新解讀,我們得知其深度也比預期的要深。」

查理爾說,估計水星鑽石層的厚度在15到18公里(9.3到11.1英里)之間,但這個數值可能會發生變化,因為隨著水星核心的不斷冷卻,鑽石的形成過程仍在繼續。

據CNN報導,科學家可能很快就會對水星上的鑽石問題了解更多。一項名為「BepiColombo」的任務(由2018年10月發射的兩個航天器組成)預計將在執行一系列飛越任務後,於2025年12月進入水星軌道。該任務由歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發機構領導,將從軌道上研究這顆行星,進而揭示其內部和特徵的更多相關信息。

(轉自大紀元/責任編輯:葉萍)

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