Vutt-vutt Merkuurile: seal on (vist) kilomeetrite paksune kiht teemante

Teemandid Foto: Wikimedia Commons

Ajakirjas Nature Communications avaldatud värskes uuringus kirjeldavad teadlased üksikasjalikult, et Merkuuri sisemuses on kuni 17 kilomeetri paksune teemandikiht. Tegemist on rabava teooriaga, mis mitte ainult ei pimesta meelt, vaid võib aidata seletada paljusid Merkuuri mõistatuslikke omadusi.

Süsiniku üleküllus Merkuuril tähendab, et planeedi pind on üdini sünge ja hall. Kuid uued uuringud näitavad, et selle pisikese planeedi sees peitub sädelev aare, mis võiks olla meie Päikesesüsteemi kroonijuveeliks.

Uuringu kaasautor Yanhao Lin Pekingi teaduse ja tehnoloogia teadusuuringute keskusest märkas aastaid tagasi, et Merkuuri äärmiselt suur süsinikusisaldus võib avaldada märkimisväärset mõju ning et selle planeedi sisemuses toimus tõenäoliselt midagi erilist.

Süsiniku mõistatus

Viimastel aastatel on teadlased leidnud selgituse, miks Merkuuri pind on nii tume. Kasutades NASA sondi MESSENGER andmeid, mis tiirles planeedi ümber aastatel 2011–2015, avastasid nad, et planeet on kaetud grafiidiga – sama halli ainega, mida kasutatakse harilikes pliiatsites.

Kuidas grafiit sinna sattus, vajab veel väljaselgitamist. Teadlased usuvad, et kunagi pidi see olema sulavas olekus, mis tõusis üles magmaookeanist kusagil sügaval Merkuuri koore ja südamiku vahel asuvas paksus kihis, enne kui see lõpuks jahtus.

NASA kosmosesond MESSENGER jäädvustas 6. oktoobril 2008 pildi vasakul, mis kujutab Merkuuri tegelikku värvi. Paremal kujutatud küllastatud värvivaates kasutatakse kõiki 11 filtrit, et tuua esile värvierinevused ja aidata geoloogidel kaardistada erineva koostisega piirkondi. Foto: NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington

See, kui sügavale see süsinikuvaru ulatub, on aga vähem selge. Ja sõltuvalt mitmetest sügavusega seotud teguritest, nagu rõhk ja temperatuur, võisid tekkida ka muud süsinikumaterjalid, näiteks teemant.

Väävli avastamine planeedi rauast südames 2019. aastal muudab asja veelgi segasemaks: kui see element on olemas, siis võis see magmaookeani vedeldada, mõjutades selle hilisemat kristalliseerumist.

Nende võimaluste uurimiseks simuleerisid teadlased Merkuuri sisemuse olusid, kasutades selleks alasi pressimasinat. Seade tekitas materjalidele, mis sarnanevad planeedil leiduvate materjalidega, kuni 7 gigapaskali suuruse rõhu, mis on seitse korda suurem rõhk kui Mariaani süviku põhjas.

Tuuma ja mantli piiril – kus mantli kõige madalam osa läheb järsult üle tuumasse – leidsid teadlased, et rõhk on tegelikult pigem 5,575 gigapaskalit. Väävli lahjendamisega leidsid nad ka, et mantli materjal sulas täielikult juba madalamal temperatuuril, umbes 2200 Kelvini juures.

a) Süsinikuga küllastunud magmaookeani kristalliseerumine ja teemantide teke selle põhjas. Grafiit oli peamine magmaookeanis moodustunud aine ja see kogunes pinnale, moodustades algse grafiidikooriku. b) Südamiku kristalliseerumise ajal lahustus teemant ja ujus tuuma ja mantli piirile. Foto: Yanhao Lin ja Bernard Charlier

Selgus, et need tingimused on teemandi moodustumiseks ideaalsed. Teadlased oletavad, et kui need teemandid moodustusid magmaookeanis, vajusid nad järk-järgult alla ja ladestusid tuuma ja mantli piiril, moodustades selle kalliskivikihi umbes 482 kilomeetrit (300 miili) allpool maapinda.

Lini sõnul võib see seletada ka seda, miks Merkuuri magnetväli on tema suuruse kohta nii võimas: kuna teemant on väga hea soojusjuht, võib see põhjustada sisemuses drastilisi temperatuurierinevusi, mis keerutavad Merkuuri tuumas olevat vedelat ainet.

Lin lisab, et see avastus võib olla oluline ka teiste sarnase suuruse ja koostisega planeetide mõistmiseks, millel võivad samuti olla moodustunud teemandid.

Allikad: Nature Communications ja futurism.com