Mercurio, il pianeta più piccolo del sistema solare, ha sempre suscitato grande interesse per via della sua superficie oscura e l’elevata densità del suo nucleo. Gli astronomi hanno a lungo saputo che la sua superficie contiene quantità significative di grafite, una forma di carbonio. Tuttavia, una nuova scoperta rivela che sotto questa crosta di grafite si trova uno spesso strato di diamante al confine tra il nucleo e il mantello.
Diamanti nascosti nel cuore di Mercurio: cosa significa?
Recentemente, scienziati cinesi e belgi hanno pubblicato uno studio su Nature Communications che propone l’esistenza di uno strato di diamante al confine tra il nucleo e il mantello di Mercurio. Secondo lo studio, questo strato può raggiungere uno spessore di 18 chilometri. Questa scoperta rappresenta un significativo avanzamento nella comprensione dei processi di differenziazione planetaria, ovvero come i pianeti sviluppano strati interni distinti.
Gli scienziati ritengono che lo strato di diamante si sia formato a seguito della cristallizzazione dell’oceano di magma ricco di carbonio di Mercurio. Man mano che il pianeta si raffreddava, questo carbonio formava una crosta di grafite sulla superficie. Tuttavia, lo studio mette in discussione l’assunzione che la grafite fosse l’unica fase stabile del carbonio durante questo periodo.
Le implicazioni della scoperta sul contenuto di carbonio di Mercurio
Il dottor Yanhao Lin, del Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research di Pechino, coautore dello studio, ha dichiarato:
Molti anni fa, ho notato che l’estremamente alto contenuto di carbonio di Mercurio potesse avere implicazioni significative. Mi ha fatto capire che probabilmente qualcosa di speciale è accaduto all’interno del suo interno.
I ricercatori hanno utilizzato esperimenti ad alta pressione e temperatura combinati con modelli termodinamici per ricreare le condizioni interne di Mercurio. Raggiungendo livelli di pressione fino a 7 Giga Pascal, hanno potuto studiare le fasi di equilibrio dei minerali di Mercurio.
Il ruolo del zolfo nella formazione dello strato di diamante
È stato determinato che la presenza di zolfo nel nucleo di ferro di Mercurio ha influenzato il processo di cristallizzazione dell’oceano di magma. Lo zolfo abbassa la temperatura del liquidus, facilitando la formazione di uno strato di diamante al confine nucleo-mantello. Inoltre, ha creato uno strato di solfuro di ferro, influenzando il contenuto di carbonio durante la differenziazione planetaria.
Lo strato di diamante, con la sua alta conducibilità termica, ha un impatto significativo sulla dinamica termica di Mercurio e sulla generazione del campo magnetico. Questo strato aiuta a trasferire il calore dal nucleo al mantello, influenzando i gradienti di temperatura e la convezione nel nucleo esterno liquido, che a sua volta influisce sul campo magnetico.
Le scoperte hanno anche implicazioni per la comprensione di altri sistemi esoplanetari ricchi di carbonio e di pianeti terrestri con dimensioni e composizioni simili a quelle di Mercurio. I processi osservati su Mercurio potrebbero verificarsi anche su altri pianeti, lasciando potenzialmente firme simili. Lo studio conclude che simili strati di diamante potrebbero esistere su altri pianeti terrestri, sebbene le condizioni debbano essere esattamente corrette.