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美國國家航空航天局航天器發現，水星上有一層10英里厚的鉆石層

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美國國家航空航天局航天器發現，水星上有一層10英里厚的鉆石層


（左）使用信使號主要任務期間彩色底圖成像活動的圖像生成的水星彩色視圖（右）如果剝去外層，露出10英里厚的鉆石層 ， 水星可能會是什么樣子（圖片來源：Robert Lea（與Canva共同創建）/NASA/約翰霍普金斯大學應用物理實驗室/華盛頓卡內基研究所）
據美國太空網（Robert Lea）：太陽系最小的行星可能隱藏著一個大秘密 。利用美國國家航空航天局信使號航天器的數據，科學家們確定，距離太陽最近的行星水星的地殼下可能有一個10英里厚的鉆石地幔 。
水星長期以來一直困擾著科學家 ， 因為它具有許多其他太陽系行星所不具備的特性 。這些包括它非常黑暗的表面、非常致密的核心和水星火山時代的過早結束 。
這些謎題中還有石墨塊，這是太陽系最內層行星表面的一種碳（或“同素異形體”） 。這些斑塊使科學家們認為，在水星的早期歷史中，這顆小行星有一個富含碳的巖漿海洋 。這片海洋會浮到表面，形成石墨斑塊和水星表面的深色陰影 。
同樣的過程也會導致地表下形成富含碳的地幔 。這些發現背后的團隊認為，這個地幔不是之前懷疑的石墨烯，而是由另一種更珍貴的碳同素異形體組成：鉆石 。
魯汶大學副教授、團隊成員奧利維耶·納穆爾告訴Space.com：“我們計算出，根據地幔-地核邊界壓力的新估計，并知道水星是一顆富含碳的行星，在地幔和地核之間的界面上形成的含碳礦物是鉆石 ， 而不是石墨 ?！薄拔覀兊难芯渴褂昧嗣绹鴩液娇蘸教炀中攀固柡教炱魇占牡厍蛭锢頂祿??！?br>信使號（水星表面、空間環境、地球化學和測距）于2004年8月發射，成為第一艘繞水星軌道運行的航天器 。該任務于2015年結束，繪制了整個小世界的地圖 ， 在兩極的陰影中發現了豐富的水冰，并收集了有關水星地質和磁場的關鍵數據 。

美國國家航空航天局航天器發現，水星上有一層10英里厚的鉆石層


美國國家航空航天局的信使號在首次飛越水星后離開水星時拍攝的水星高分辨率拼接圖像 。（圖片來源：美國國家航空航天局/約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室/華盛頓卡內基研究所）
壓力之下！
這項新研究還與幾年前科學家重新評估水星質量分布時的一個重大驚喜有關，他們發現這顆小行星的地幔比以前想象的要厚 。
納穆爾說：“我們直接認為 ， 這一定對汞上碳、鉆石與石墨的物種形成（元素或同素異形體在系統中化學物種之間的分布）有著巨大的影響 ?！?。

美國國家航空航天局航天器發現，水星上有一層10英里厚的鉆石層


藝術家對美國國家航空航天局信使號航天器在水星軌道上的印象 。信使號于2011年3月抵達太陽系最內層的行星 。（圖片來源：美國國家航空航天局/約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室/華盛頓卡內基研究所）
該團隊在地球上通過使用大容量壓機復制水星內部存在的壓力和溫度來研究這一點 。他們對一種合成硅酸鹽施加了超過7千兆帕的巨大壓力，這種硅酸鹽是水星地幔中發現的物質的替代品，溫度高達3950華氏度（2177攝氏度） 。
這使他們能夠研究在這些條件下，早期存在于水星地幔中的礦物是如何變化的 。他們還使用計算機建模來評估有關水星內部的數據，這為他們提供了水星鉆石地幔是如何形成的線索 。
納穆爾解釋說：“我們認為鉆石可能是由兩個過程形成的 。第一個過程是巖漿海洋的結晶，但這個過程可能只導致在地核/地幔界面形成一層非常薄的鉆石層 ?！??！捌浯?，也是最重要的 ， 汞金屬核心的結晶 。”
納穆爾說，當水星在大約45億年前形成時，這顆行星的核心是完全液態的，隨著時間的推移逐漸結晶 。目前，內核中形成的固相的確切性質尚不清楚 ， 但該團隊認為這些相一定是低碳或“貧碳”的
他繼續說道：“結晶前的液芯含有一些碳；因此，結晶會導致殘余熔體中的碳富集 ?！??！霸谀硞€時候 ， 達到溶解度閾值，這意味著液體無法溶解更多的碳，從而形成鉆石 ?！?br>鉆石是一種致密的礦物，但密度不如金屬，這意味著在這個過程中，它會漂浮到地核的頂部 ， 在水星地核和地幔的邊界處停止 。這將導致形成約0.62英里（1公里）厚的金剛石層，然后隨著時間的推移繼續生長 。

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隨著信使號宇宙飛船歷史性地首次飛越水星，它獲得了水星陽光照射部分的馬賽克 。（圖片來源：美國國家航空航天局/JHUAPL/CIW）
這一發現突顯了最靠近太陽的行星的誕生與太陽系其他巖石行星金星、地球和火星的誕生之間的差異 。
納穆爾補充道：“水星離太陽更近，可能是由富含碳的塵埃云形成的 。因此，水星比其他行星含有更少的氧氣和更多的碳，這導致了鉆石層的形成 。” 。“然而，地核也含有碳，各種研究人員已經提出地核中鉆石的形成 ?！?br>研究人員希望這一發現可以幫助揭示圍繞太陽系最小行星的其他一些謎團，包括為什么它的火山階段在大約35億年前被縮短 。
納穆爾說：“我對水星演化的一個主要問題是 ， 為什么火山活動的主要階段只持續了幾億年，比其他巖石行星短得多 。這一定意味著這顆行星冷卻得很快 ?！??！斑@在一定程度上與行星的小尺寸有關，但我們現在正在與物理學家合作 ， 試圖了解鉆石層是否有助于快速散熱，從而盡早終止主要的火山活動 ?！?br>Namur說，該團隊的下一步將是研究地幔/地核邊界處金剛石層的熱效應 。這項研究可以得到跟隨信使號腳步的任務數據的支持 。
納穆爾總結道：“我們也在熱切地等待BepiColombo收集的第一批數據，希望是在2026年，以深化我們對水星內部結構和演化的理解 。” 。
該團隊的研究發表在《自然通訊》雜志上 。