研究：水星地下可能藏有18公里厚的钻石层

这幅水星合成图像是在MESSENGER任务期间拍摄的，运用了特殊的色彩增强技术，以突显构成该星球表面岩石之间在化学成分、矿物结构和物理特性上的差异。(NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington)

【大纪元2024年08月01日讯】（大纪元记者李言综合报导）水星是离太阳最近的行星，在太阳系中个头也最小。然而，根据新的研究，在这颗深灰色的星球表面下可能藏着一层钻石，厚达18公里（11英里）。

我们也无法判断单个钻石有多大。比利时列日大学（University of Liège）地质学系主任伯纳德?查理尔（Bernard Charlier）说，“我们不知道它们的大小，但钻石完全由碳构成，所以从成分来看，它们应该与我们所知道的地球上的钻石类似。它们看起来就像纯净的钻石。”

查理尔是这一研究报告的共同作者之一。根据他的说法，由于这些钻石位于大约500公里（310英里）的地下。虽然无法开采，但这些钻石仍然有机会证实自己的存在。

查理尔说，“水星表面的一些熔岩是由地幔深处的熔融作用形成的。我们有理由相信，这一过程可能会像地球上那样，将一些钻石带到地表。”

该研究报告于6月刊登在《自然通讯》（Nature Communications）期刊。

这些钻石可能形成于大约45亿年前，当水星刚从尘埃与气体云凝聚成行星之际，在高压、高温的环境中产生。据信，这颗新生行星当时拥有一层石墨地壳，位于其下深层的是汪洋般的岩浆。

研究人员利用一种名为锻造压机力的设备，在实验中模拟了那种极端的环境。这种设备通常被用来研究材料在极端压力条件下的反应，同时也用于生产人造钻石。

样本融化后，科学家们在电子显微镜下观察化学和矿物的变化，发现石墨变成了钻石晶体。研究人员说，这让他们对水星表面下隐藏的秘密有了更深入的了解。

“我们知道水星表面有大量以石墨形式存在的碳，但关于水星内部的研究却非常少。”北京高压科学与技术先进研究中心的科学家林衍昊（Yanhao Lin）表示。他也是这项研究报告的共同作者。

重要发现

水星是离太阳最近、个头最小的行星。但它也是太阳系中人类探索最少的类地行星。根据美国国家航空航天局（NASA）的MESSENGER于2011年3月至2015年4月期间完成的上一次水星探测任务，水星富含碳元素，其表面之所以呈现灰色，是因为广泛存在的石墨（碳的同素异形体）。而纯碳在特定的压力和温度条件下可以形成钻石。研究人员想知道，在这颗行星形成的过程中是否也会出现这种过程。

根据MESSENGER的研究，水星上也存在硫磺，这使Yanhao Lin、查理尔和他们的同事在进行模拟实验时，对水星形成时内部状态又有了新的发现。

“与不含硫的系统（如地球）相比，水星岩浆在较低的温度下就能完全熔化，这有利于钻石的稳定性，因为钻石喜欢高压但温度较低的环境。”查理尔说，“这正是我们实验的主要发现——水星岩浆海的温度比预期的低，而且根据（MESSENGER）对（水星）地质物理测量数据的重新解读，我们得知其深度也比预期的要深。”

查理尔说，估计水星钻石层的厚度在15到18公里（9.3到11.1英里）之间，但这个数值可能会发生变化，因为随着水星核心的不断冷却，钻石的形成过程仍在继续。

据CNN报导，科学家可能很快就会对水星上的钻石问题了解更多。一项名为“BepiColombo”的任务（由2018年10月发射的两个航天器组成）预计将在执行一系列飞越任务后，于2025年12月进入水星轨道。该任务由欧洲航天局和日本宇宙航空研究开发机构领导，将从轨道上研究这颗行星，进而揭示其内部和特征的更多相关信息。