深埋的“钻石壳”：水星内部可能隐藏着大量的钻石

对水星童年时期的模拟表明，这颗太阳系的小行星可能继承了一笔巨大的财富，其形式是一层15公里（9英里）厚的固体钻石。

这个假设中的富矿夹在地核和地幔之间，位于地表以下数百英里处。由于水星距离炙热的太阳仅一步之遥，这个假想的富矿绝对不会在未来遭到任何太空抢劫。

但这些发现可能对水星等岩石行星的发展产生影响，并可能解释这颗小行星神秘持久的磁场。

来自中国和比利时研究机构的一组科学家受到最近对水星重力场模型重新评估的启发，重新开始研究其内部环境的潜在结构。

如果地核和地幔之间的边界比之前认为的要深，那么从熔融矿物汤中烘烤各种物质的条件也需要重新考虑。

最近“MESSENGER”任务的数据给天文学家的印象是，水星表面的黑色斑块主要是由石墨形式的碳组成的，很可能是从地下深处咳出来的，而不是经过彗星的尘埃。

通过计算，足够数量的碳可能已经从地核和地幔交界处的岩浆中结晶出来，并漂浮起来，以石墨的形式形成了这颗星球的地壳。

在水星表面有如此多的石墨意味着它已经饱和了碳，尤其是考虑到碳元素在行星形成初期很容易以二氧化碳和甲烷气体的形式流失。

当然，钻石也是一种由碳组成的固体分子，但由于水星核心附近的压力不足，钻石被排除在可能的产物之外。现在，研究人员认为，水星很可能有能力给它的核心一个巨大的挤压。

这项最新研究的研究人员利用热力学模型得出了一个更深的地核-地幔边界，该边界具有更大的压力，他们根据水星在这种极端条件下缓慢冷却时的婴儿状态的近似值设计了实验。

正是在这个修改后的地狱厨房中，研究小组发现，钻石可以在熔融的核心中结晶，并保持足够的稳定，以便与石墨一起上升到地幔，在那里，它将聚集在一层估计约为15至18公里厚的层中。

这是假设水星的硫含量约为11%，压力约为地球深处压力的1%至2% —— 考虑到我们现在对水星发展的了解，这两个假设都是合理的。

考虑到这些假设，钻石的生产可能会影响水星的内部动力学模型，特别是考虑到晶体的特殊导热性。

热量从地核上升的方式不仅影响对行星冷却的预测，以及其他类似岩石世界的演变，还影响产生磁场的物质的运动。

尽管水星的体积相对较小，但它是除地球之外唯一一个拥有磁层的岩石行星。更重要的是，尽管比地球磁场弱得多，但这个磁场可能要古老得多。

要理解为什么水星的磁泡持续了这么长时间，可能需要重新思考水星表面深处的东西。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

关键词： 地幔 水星 钻石