Quelle planète remplie de diamants a été révélée en plein dans le système solaire, très proche de la Terre ?

Le mercure pourrait contenir une couche de diamants de 15 km d'épaisseur

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 2. — Mercure est la plus petite planète du système solaire et également la plus proche du Soleil (Photo : Shutterstock).

Mercure est une planète pleine de mystères. Par exemple, bien que son champ magnétique soit bien plus faible que celui de la Terre, les scientifiques ne s'attendaient pas à son existence, car la planète est si petite et semble géologiquement inactive. Mercure présente également des taches inhabituellement sombres à sa surface, que la mission Messenger a identifiées comme du graphite, une forme de carbone. Cela a piqué la curiosité de Yanhao Lin, scientifique au Centre de recherche scientifique et technologique sur les hautes pressions de Pékin et co-auteur de l'étude. La teneur extrêmement élevée en carbone de Mercure l'a conduit à spéculer sur la présence d'un élément particulier à l'intérieur de la planète, a rapporté Live Science le 18 juillet.

Les scientifiques soupçonnent que Mercure se soit formée, comme d'autres planètes rocheuses, par le refroidissement d'un océan de magma chaud. Dans le cas de Mercure, l'océan était probablement riche en carbone et en silicates. Les métaux se sont d'abord coalescés dans l'océan, formant le noyau central de la planète, tandis que le magma restant s'est cristallisé dans le manteau moyen et la croûte externe de la planète.

Pendant des années, les scientifiques ont pensé que la température et la pression dans le manteau étaient juste assez élevées pour que le carbone forme du graphite, plus léger que le manteau, et remonte à la surface de la planète. Mais une étude de 2019 a révélé que le manteau de Mercure pourrait être 50 kilomètres plus profond qu'on ne le pensait. Cela augmenterait considérablement la température et la pression à la frontière noyau-manteau, créant ainsi les conditions propices à la formation de diamants par le carbone.

Pour étudier cette possibilité, une équipe de chercheurs belges et chinois, dont Lin, a testé un mélange chimique de fer, de silice et de carbone. Ce mélange, similaire à la composition de certaines météorites, simulait l'océan magmatique du Mercure primitif. L'équipe a également inondé le mélange de quantités variables de sulfure de fer. Ils ont émis l'hypothèse que l'océan magmatique était riche en soufre, puisque la surface de Mercure actuelle est également riche en soufre.

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 3. — L'intérieur de Mercure dans l'enfance (à gauche) et aujourd'hui, avec une couche de diamants présente dans la région la plus basse du manteau - Photo : Yanhao Lin/Bernard Charlie

À l'aide d'une presse multicouche, Lin et ses collègues ont soumis le mélange chimique à des pressions de 7 gigapascals – environ 70 000 fois la pression atmosphérique terrestre au niveau de la mer – et à des températures allant jusqu'à 1 970 degrés Celsius. Ces conditions extrêmes reproduisent celles qui règnent au cœur de Mercure. De plus, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour mesurer plus précisément les températures et les pressions à la frontière entre le manteau et le noyau de Mercure, et pour simuler les conditions physiques de stabilité du graphite ou du diamant. Cette modélisation informatique les aidera à mieux comprendre la structure interne fondamentale de la planète.

Les expériences ont montré que des minéraux comme l'olivine sont plus susceptibles de se former dans le manteau. Cependant, l'équipe a également constaté que l'ajout de soufre au mélange chimique ne provoque son durcissement qu'à des températures plus élevées. Ces conditions sont également plus propices à la formation de diamants. De fait, les simulations informatiques des chercheurs montrent également que, dans ces nouvelles conditions, les diamants pourraient cristalliser à mesure que le noyau interne de Mercure se solidifie. Les calculs suggèrent que les diamants forment une couche d'une épaisseur moyenne d'environ 15 kilomètres.

Mais extraire les diamants serait impossible. Outre les températures extrêmes de la planète, les diamants sont trop profonds pour être extraits, à environ 480 kilomètres sous la surface. Pourtant, ils sont essentiels au champ magnétique de Mercure. Les diamants pourraient contribuer au transfert de chaleur entre le noyau et le manteau, créant un gradient de température qui provoque la rotation du fer liquide, ce qui crée à son tour un champ magnétique, a expliqué Lin.