研究：水星地下可能藏有18公里厚的鑽石層

這幅水星合成圖像是在MESSENGER任務期間拍攝的，運用了特殊的色彩增強技術，以突顯構成該星球表面岩石之間在化學成分、礦物結構和物理特性上的差異。(NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington)

 

 

【大紀元2024年08月01日訊】（大紀元記者李言綜合報導）水星是離太陽最近的行星，在太陽系中個頭也最小。然而，根據新的研究，在這顆深灰色的星球表面下可能藏著一層鑽石，厚達18公里（11英里）。

 

我們也無法判斷單個鑽石有多大。比利時列日大學（University of Liège）地質學系主任伯納德‧查理爾（Bernard Charlier）說，「我們不知道它們的大小，但鑽石完全由碳構成，所以從成分來看，它們應該與我們所知道的地球上的鑽石類似。它們看起來就像純淨的鑽石。」

 

查理爾是這一研究報告的共同作者之一。根據他的說法，由於這些鑽石位於大約500公里（310英里）的地下。雖然無法開採，但這些鑽石仍然有機會證實自己的存在。

 

查理爾說，「水星表面的一些熔岩是由地幔深處的熔融作用形成的。我們有理由相信，這一過程可能會像地球上那樣，將一些鑽石帶到地表。」（延伸閱讀：史上第二顆 印度出土極罕見天然「鑽中鑽」）

 

該研究報告於6月刊登在《自然通訊》（Nature Communications）期刊。

 

這些鑽石可能形成於大約45億年前，當水星剛從塵埃與氣體雲凝聚成行星之際，在高壓、高溫的環境中產生。據信，這顆新生行星當時擁有一層石墨地殼，位於其下深層的是汪洋般的岩漿。

 

研究人員利用一種名為鍛造壓機力的設備，在實驗中模擬了那種極端的環境。這種設備通常被用來研究材料在極端壓力條件下的反應，同時也用於生產人造鑽石。

 

樣本融化後，科學家們在電子顯微鏡下觀察化學和礦物的變化，發現石墨變成了鑽石晶體。研究人員說，這讓他們對水星表面下隱藏的祕密有了更深入的了解。

 

「我們知道水星表面有大量以石墨形式存在的碳，但關於水星內部的研究卻非常少。」北京高壓科學與技術先進研究中心的科學家林衍昊（Yanhao Lin）表示。他也是這項研究報告的共同作者。

 

重要發現

 

水星是離太陽最近、個頭最小的行星。但它也是太陽系中人類探索最少的類地行星。根據美國國家航空航天局（NASA）的MESSENGER於2011年3月至2015年4月期間完成的上一次水星探測任務，水星富含碳元素，其表面之所以呈現灰色，是因爲廣泛存在的石墨（碳的同素異形體）。而純碳在特定的壓力和溫度條件下可以形成鑽石。研究人員想知道，在這顆行星形成的過程中是否也會出現這種過程。

 

根據MESSENGER的研究，水星上也存在硫磺，這使Yanhao Lin、查理爾和他們的同事在進行模擬實驗時，對水星形成時內部狀態又有了新的發現。

 

「與不含硫的系統（如地球）相比，水星岩漿在較低的溫度下就能完全熔化，這有利於鑽石的穩定性，因為鑽石喜歡高壓但溫度較低的環境。」查理爾說，「這正是我們實驗的主要發現——水星岩漿海的溫度比預期的低，而且根據（MESSENGER）對（水星）地質物理測量數據的重新解讀，我們得知其深度也比預期的要深。」

 

查理爾說，估計水星鑽石層的厚度在15到18公里（9.3到11.1英里）之間，但這個數值可能會發生變化，因為隨著水星核心的不斷冷卻，鑽石的形成過程仍在繼續。

 

據CNN報導，科學家可能很快就會對水星上的鑽石問題了解更多。一項名為「BepiColombo」的任務（由2018年10月發射的兩個航天器組成）預計將在執行一系列飛越任務後，於2025年12月進入水星軌道。該任務由歐洲航天局和日本宇宙航空研究開發機構領導，將從軌道上研究這顆行星，進而揭示其內部和特徵的更多相關信息。

 

責任編輯：葉紫微