احتمال وجود یک لایه عظیم ۹ مایل ضخامت از الماس در زیر سطح سیاره عطارد: مطالعه
انتظار می‌رود تقاضا برای الماس افزایش یابد و همه افراد نیز به الماس‌های تولید شده در آزمایشگاه قانع نیستند. بنا بر آمارهای Anita Diamonds، تقاضا برای الماس تا سال 2025 به 90 میلیارد دلار خواهد رسید.
در میان این تقاضای رو به افزایش، دانشمندانی فرض کرده‌اند که یک لایه ضخیم از الماس احتمالاً صدها مایل زیر سطح سیاره عطارد قرار گرفته است.
بله، عطارد – نزدیک‌ترین سیاره به خورشید و کوچک‌ترین سیاره در منظومه شمسی ما.
الماس‌ها در مرز بین هسته و گوشته عطارد
در یک مطالعه جدید، دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که عطارد دارای یک لایه ضخیم ۹ مایلی الماس است که احتمالاً در مرز بین هسته و گوشته قرار دارد.
این یافته‌ها، فرضیه‌های قبلی مبنی بر وجود تنها گرافیت در داخل عطارد را به چالش می‌کشند.
دکتر یانهاو لین، دانشمند مرکز پژوهش‌های پیشرفته علمی فشار بالا در پکن و یکی از نویسندگان این مطالعه اظهار داشت، «سال‌ها پیش متوجه شدم محتوای بالای کربن در عطارد ممکن است پیامدهای مهمی داشته باشد. این سبب شد بفهمم که احتمالاً اتفاق خاصی در داخل آن افتاده است.»
پژوهشگران پیشنهاد کردند که الماس‌ها ممکن است تحت شرایط شدید در مرز بین هسته و گوشته شکل گرفته و انباشته شده باشند.
این کشف با استفاده از یک مدل شبیه‌سازی امکان‌پذیر شد، جایی که کارشناسان از آزمایش‌های با فشار بالا و دما بالا برای شبیه‌سازی شرایط مرز بین هسته و گوشته عطارد استفاده کردند.
این آزمایش‌ها با مدل‌سازی ترمودینامیکی و داده‌های ژئوفیزیکی از ماموریت‌های فضایی قبلی نظیر ماموریت MESSENGER ناسا ترکیب شدند.
MESSENGER حضور کربن فراوان در عطارد را شناسایی کرد که به عنوان پوسته شناور اولیه گرافیت تفسیر شد.
شبیه‌سازی تشکیل الماس‌ها
دکتر لین توضیح داد که تیم دانشمندان از پرس‌های بزرگ‌حجمی برای شبیه‌سازی شرایط دما و فشار بالای مرز بین هسته و گوشته عطارد استفاده کردند. این شبیه‌سازی‌ها با مدل‌های ژئوفیزیکی و محاسبات ترمودینامیکی ترکیب شد.
«کاری که ما در آزمایشگاه انجام می‌دهیم تقلید از فشارها و دماهای شدید داخلی یک سیاره است» او افزود.
«این کار گاهی اوقات چالش‌برانگیز است؛ شما نیاز به دستگاه‌های بسیار دقیقی دارید تا این شرایط را شبیه‌سازی کنید.»
دانشمندان با بررسی تأثیر انحلال گوگرد که دمای مایع گرافیت-الماس را کاهش می‌دهد، ترکیب کربن در داخل عطارد را بررسی کردند.
با اینکه از لحاظ آماری احتمال آن کم است، این مطالعه پیشنهاد می‌کند که الماس‌ها می‌توانند در اقیانوس ماگما پایدار باشند. همزمان با جامد شدن هسته، الماس‌ها از هسته مذاب سرد، متبلور شده و یک لایه الماس به تدریج ضخیم‌تر را تشکیل می‌دهند.
به این ترتیب، این مطالعه نشان داده است که گرافیت در مرز بین هسته و گوشته عطارد می‌تواند به الماس تبدیل شود که می‌تواند دمای مرز بین هسته و گوشته را تثبیت کند.
اشاره به نقش کربن، دکتر لین می‌گوید که این می‌تواند برای درک سیارات زمینی دیگر، خصوصاً آن‌هایی که اندازه و ترکیب مشابهی دارند، مفید باشد.
«فرآیندهایی که منجر به تشکیل یک لایه الماس در عطارد شده‌اند، می‌توانند در سیارات دیگر نیز رخ دهند، بطوری که ردیف‌های مشابهی را برجای بگذارند.»
این مطالعه در 14 ژوئن 2024 در مجله Nature Communications منتشر شده است.
خلاصه مطالعه:
کربن فراوان توسط MESSENGER در عطارد شناسایی شد که به عنوان بقایای پوسته اولیه گرافیت شناور تفسیر شد و نشان می‌دهد که اقیانوس ماگما و هسته با کربن اشباع شده بودند. ما با توجه به آزمایش‌های فشار-دمای بالا، مدل‌های ترمودینامیکی و جدیدترین مدل‌های ژئوفیزیکی ساختار داخلی سیاره، ترکیب کربن در داخل عطارد را بازبینی کرده‌ایم. با اینکه مذاب بدون گوگرد در میدان پایداری گرافیت قرار می‌گرفت، انحلال گوگرد در مذاب در شرایط کاهشی منحصربه‌فرد دمای مایع گوگرد-غنی را به دماهایی کاهش داد که گذار گرافیت-الماس را در بر می‌گرفت. اینجا نشان می‌دهیم با این که از لحاظ آماری احتمال آن کم است که الماس در اقیانوس ماگما پایدار باشد، ولی تشکیل یک هسته داخلی جامد باعث می‌شود الماس از هسته مذاب سرد متبلور شده و لایه‌ای از الماس تشکیل شده و با گذشت زمان ضخیم‌تر شود.
