研究暗示，水星表面下可能潜藏着9英里厚的实心钻石层 _水星

新的研究发现，在这张假彩色图像中看到的水星可能有一层深层的钻石。（图片来源：美国国家航空航天局/约翰·霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所）
据美国生活科学网站（Deepa Jain）：一项新的研究表明，水星表面下数百英里处可能有一层厚厚的钻石。这一发现发表在6月14日的《自然通讯》杂志上，可能有助于解开这颗行星的组成和特殊磁场的谜团。
水星充满了神秘。首先，它有一个磁场。虽然它比地球弱得多，但磁性出乎意料，因为这颗行星很小，似乎在地质上不活跃。水星表面也有异常黑暗的斑块，美国国家航空航天局的信使号任务将其确定为石墨，一种碳。
后一个特征激发了北京高压科学技术高级研究中心的科学家、该研究的合著者林彦浩的好奇心。他在一份声明中说，水星极高的碳含量“让我意识到，它的内部可能发生了一些特殊的事情” 。
尽管水星很奇怪，但科学家怀疑它可能是像其他类地行星一样形成的：由热岩浆海洋冷却而成。就水星而言，这片海洋可能富含碳和硅酸盐。首先，金属在其中凝结，形成一个中心核心，而剩余的岩浆结晶成地球的中地幔和地壳。
多年来，研究人员认为地幔的温度和压力刚好足以让碳形成石墨，石墨比地幔轻，漂浮在地表。但2019年的一项研究表明，水星的地幔可能比以前想象的深80英里（50公里）。这将大大提高地核和地幔之间边界的压力和温度，为碳结晶成钻石创造条件。
“我们认为钻石可能是由两个过程形成的，”该研究的合著者、鲁汶大学副教授奥利维耶·纳穆尔告诉《生活科学》的姊妹网站Space.com 。“首先是岩浆海洋的结晶，但这一过程可能只导致在地核/地幔界面形成非常薄的钻石层。其次，也是最重要的，是水星金属核心的结晶。”
为了研究这些可能性，包括林在内的一个比利时和中国研究人员团队制作了含有铁、二氧化硅和碳的化学汤。这种混合物的成分与某些陨石相似，被认为模仿了婴儿水星的岩浆海洋。研究人员还用不同量的硫化铁淹没了这些汤；他们认为岩浆海洋中含有大量的硫，因为水星现在的表面也富含硫。
该团队使用多砧压机，将化学混合物置于7千兆帕的破碎压力下，大约是海平面地球大气压力的70000倍，温度高达3578华氏度（1970摄氏度）。这些极端条件模拟了水星深处的情况。
此外，除了模拟石墨或钻石稳定的物理条件外，研究人员还使用计算机模型对水星地核-地幔边界的压力和温度进行了更精确的测量。林说，这样的计算机模型告诉我们行星内部的基本结构。

一张显示水星地核-地幔边界拟议钻石层的图。（图片来源：林彦浩博士、夏利埃博士）
实验表明，橄榄石等矿物可能形成于地幔中，这一发现与之前的研究一致。然而，该团队还发现，向化学混合物中添加硫只会使其在更高的温度下固化。这样的条件更有利于形成钻石。事实上，该团队的计算机模拟表明，在这些修改后的条件下，当水星的内核固化时，钻石可能已经结晶。因为它的密度比地核?。运〉降睾?地幔边界。计算还表明，如果存在钻石，它们会形成一个平均厚度约为9英里（15公里）的层。
然而，开采这些宝石并不完全可行。除了地球的极端温度外，这些钻石太深了——在地表以下约300英里（485公里）处——无法开采。
但这些宝石之所以重要，还有另一个原因：它们可能是水星磁场的原因。林解释说，钻石可能有助于在地核和地幔之间传递热量，这会产生温差，导致液态铁旋转，从而产生磁场。
这些结果也有助于解释富含碳的系外行星是如何进化的。林说：“导致水星上钻石层形成的过程也可能发生在其他行星上，可能会留下类似的特征。” 。
更多线索可能来自欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构的联合任务BepiColombo 。该航天器于2018年发射，计划于2025年开始绕水星运行。