لایه‌ ۱۸ کیلومتریِ الماس بین هسته و گوشته عطارد؟!

عطارد کوچکترین سیاره منظومه شمسی است و به دلیل سطح تاریک و چگالی بالای هسته خود، همیشه رازآلود بوده است. بااین‌حال، ستاره‌شناسان بر این باورند که سطح آن حاوی مقادیر قابل توجهی گرافیت (نوعی کربن) است. حالا پژوهشی جدید نشان می‌دهد که یک لایه الماس ضخیم در زیر این پوسته گرافیتی (در مرز میان هسته و گوشته) قرار دارد.

به گزارش دیجیاتو، دانشمندان چینی و بلژیکی اخیراً با همکاری یکدیگر مطالعه‌ای را در «Nature Communications» منتشر کرده‌اند که وجود یک لایه الماس را در مرز میان هسته و گوشته عطارد نشان می‌دهد. این پژوهش حاکی از آن است که این لایه تا ۱۸ کیلومتر (۱۱ مایل) ضخامت دارد. این یافته نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی در درک فرایند‌های تمایز سیاره‌ای (Planetary differentiation) است - اینکه چگونه سیارات لایه‌های داخلی مجزا را ایجاد می‌کنند.

دانشمندان بر این باورند که لایه الماس به دلیل تبلور اقیانوس ماگمای غنی از کربن عطارد تشکیل شده است. با سردشدن سیاره، این کربن یک پوسته گرافیتی روی سطح تشکیل داد. بااین‌حال، این مطالعه چنین فرضی را به چالش می‌کشد که گرافیت تنها فاز کربنی پایدار در این دوره بوده است.

دکتر «یانهائو لین»، یکی از نویسندگان این مطالعه از مرکز تحقیقات پیشرفته علم و فناوری‌های فشار بالا در پکن، به Phys.org گفت:

«سال‌ها پیش متوجه شدم که وجود کربن بسیار زیاد در عطارد ممکن است پیامد‌های مهمی داشته باشد. این باعث شد دریابم که احتمالاً اتفاق خاصی در داخل این سیاره رخ داده است.»

شرایطی که باعث تشکیل لایه الماس ضخیم در عطارد شده است

محققان از آزمایش‌های فشار و دمای بالا همراه با مدل‌سازی ترمودینامیکی برای بازسازی شرایط درونی عطارد استفاده کردند. آن‌ها به سطوح فشار تا ۷ گیگاپاسکال دست یافتند که اجازه می‌داد فاز‌های تعادلی مواد معدنی عطارد را مطالعه کنند.

پژوهشگران مشخص کردند که وجود گوگرد در هسته آهنی عطارد بر فرایند تبلور اقیانوس ماگما تأثیر می‌گذارد. گوگرد دمای مایع را کاهش می‌دهد و تشکیل یک لایه الماس را در مرز هسته و گوشته تسهیل می‌کند. همچنین یک لایه سولفید آهن را به‌وجود می‌آورد که بر محتوای کربن در طول تمایز سیاره‌ای تأثیر می‌گذارد.

رسانایی حرارتی بالای لایه الماس بر دینامیک حرارتی و تولید میدان مغناطیسی عطارد اثر دارد. لایه الماس به انتقال گرما از هسته به گوشته کمک می‌کند؛ بنابراین بر شیب دما، همرفت در هسته بیرونی مایع و بر میدان مغناطیسی تأثیر می‌گذارد.

فرایند‌های مشاهده‌شده در عطارد ممکن است در سیارات دیگر نیز رخ دهد و به طور بالقوه نشانه‌های مشابهی از خود به جای بگذارد. این مطالعه نتیجه می‌گیرد که لایه‌های الماس مشابهی می‌تواند در سایر سیارات سنگی وجود داشته باشد، اگرچه شرایط باید دقیقاً مناسب باشند.