地球に非常に近い太陽系内に、ダイヤモンドで満たされた惑星が存在することが発見されました。

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水星には15kmの厚さのダイヤモンドの層があるかもしれない

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 2. — 水星は太陽系で最も小さい惑星であり、太陽に最も近い惑星でもあります（写真：Shutterstock）。

水星は謎に満ちた惑星です。例えば、水星の磁場は地球よりもはるかに弱いにもかかわらず、水星は非常に小さく、地質学的に活動していないように見えるため、科学者たちは水星の存在を予想していませんでした。また、水星の表面には異常に暗い斑点があり、メッセンジャー探査機はこれを炭素の一種であるグラファイトと特定しました。これは、北京の高圧科学技術研究センターの科学者で、本研究の共著者であるヤンハオ・リン氏の好奇心を掻き立てました。水星の炭素含有量が非常に高いことから、彼は水星内部に何か特別なものがあるのではないかと推測したと、Live Scienceが7月18日に報じました。

科学者たちは、水星が他の岩石惑星と同様に、高温のマグマの海が冷えて形成されたのではないかと推測しています。水星の場合、海は炭素とケイ酸塩に富んでいたと考えられます。まず海の中で金属が凝集して惑星の中心核を形成し、残りのマグマは結晶化して惑星の中部マントルと外地殻を形成しました。

長年、科学者たちはマントル内の温度と圧力が、炭素がマントルよりも軽いグラファイトを形成して惑星の表面に浮かび上がるのにちょうど十分な高さであると考えていました。しかし、2019年の研究では、水星のマントルはこれまで考えられていたよりも50キロメートル深い可能性があることがわかりました。これは、核とマントルの境界における温度と圧力を大幅に上昇させ、炭素がダイヤモンドを形成する条件を作り出すことを意味します。

この可能性を調査するため、リン氏を含むベルギーと中国の研究チームは、鉄、シリカ、炭素の化学混合物を試験した。この混合物は、一部の隕石の組成に似ており、初期水星のマグマオーシャンを再現した。研究チームはまた、この混合物に様々な量の硫化鉄を注入した。現在の水星の地表も硫黄に富んでいることから、マグマオーシャンは硫黄に富んでいたと推測された。

Hành tinh nào chứa đầy kim cương lộ diện ngay trong Hệ Mặt Trời, rất gần Trái Đất?- Ảnh 3. — 誕生初期の水星内部（左）と現在の水星内部。マントルの最下部にはダイヤモンドの層が存在する - 写真：ヤンハオ・リン/バーナード・チャーリー

リン氏らは多層プレスを用いて、化学混合物を7ギガパスカル（地球の海面気圧の約7万倍）の圧力と最高華氏3,600度（摂氏1,970度）の温度にさらした。これらの極限環境は水星深部を模倣したものである。さらに、研究者らはコンピュータモデルを用いて、水星のマントルと核の境界における温度と圧力をより正確に測定し、グラファイトやダイヤモンドが安定する物理的条件をシミュレートした。このコンピュータモデルは、水星の基本的な内部構造をより深く理解するのに役立つだろう。

実験では、カンラン石のような鉱物はマントルで形成される可能性が高いことが示されました。しかし、研究チームは、化学混合物に硫黄を加えると、高温でのみ硬化することを発見しました。これらの条件はダイヤモンドの形成にもより適しています。実際、研究者によるコンピューターシミュレーションでは、新しい条件下では、水星の内核が固化するにつれてダイヤモンドが結晶化する可能性があることも示されています。計算によると、ダイヤモンドは平均約15キロメートルの厚さの層を形成することが示唆されています。

しかし、ダイヤモンドの採掘は不可能だろう。水星の極端な気温に加え、ダイヤモンドは地表から約300マイル（約480キロメートル）も深いため、採掘は不可能だ。しかし、ダイヤモンドは水星の磁場にとって非常に重要な役割を担っている。リン氏によると、ダイヤモンドは核とマントルの間で熱を伝達し、温度勾配を生み出すことで液体鉄を回転させ、磁場を生み出す可能性があるという。