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Mercurio, con le sue proprietà speciali, in particolare il suo campo magnetico estremamente debole (1% di quello terrestre) e il suo nucleo particolarmente massiccio rispetto alle sue dimensioni, continua a sorprenderci. Nell'ambito di un recente studio internazionale, i ricercatori suggeriscono che nelle viscere del pianeta, al confine del mantello centrale, si trova uno strato di diamanti spesso 15 chilometri. Tuttavia, l’estrazione di queste pietre preziose non è possibile, a causa delle dure condizioni su Mercurio.
L'alta densità di Mercurio indica che il suo nucleo è fatto di ferro, un elemento abbastanza interessante da interessare gli scienziati. Questo nucleo, probabilmente liquido, occupa circa due terzi del suo volume (il 61% contro il 17% del nucleo terrestre). Inoltre, il mantello del pianeta ha una crosta relativamente spessa. Nel 2004, la sonda spaziale MESSENGER della NASA ha rivelato abbondante grafite sulla superficie dell'atmosfera di Mercurio. La presenza di grafite suggerisce un passato ricco di carbonio, conferendo allo stesso tempo al pianeta un aspetto oscuro.
Per molto tempo gli osservatori hanno creduto che la crosta grafitica di Mercurio si fosse formata dalla cristallizzazione di un oceano di magma. Tuttavia, il nuovo studio, pubblicato sulla rivista
natura Secondo ricercatori provenienti da Cina e Belgio, indica una realtà più complessa. Yanhao Lin, coautore e ricercatore presso il Centro di ricerca avanzata per la scienza e la tecnologia iperbarica di Pechino, ha dichiarato: “ Il contenuto estremamente elevato di carbonio del mercurio mi ha fatto capire che all'interno del suo nucleo potrebbe essere successo qualcosa di speciale “.
Diamanti alla base del mantello di Mercurio
Per confermare l'ipotesi che un oceano di magma si sia cristallizzato all'origine della formazione della crosta di granito sulla superficie di Mercurio, Lin e il suo team hanno condotto un esperimento particolarmente ingegnoso. Hanno simulato le condizioni interne del pianeta attraverso ambienti ad alta pressione e modelli termodinamici. Per fare questo, hanno preparato una miscela simile combinando un certo tipo di roccia meteoritica con ferro, silice, carbonio e quantità variabili di solfuro di ferro. Il team ha poi sottoposto queste strutture chimiche a una pressione schiacciante di 7 gigapascal (circa 70.000 volte la pressione dell’atmosfera terrestre al livello del mare). Le miscele furono poi esposte a temperature fino a 1970°C.
Un diagramma che rappresenta la formazione dei diamanti al confine tra nucleo e mantello di Mercurio. Cristallizzazione di un oceano di magma saturo di carbonio e possibile produzione di diamanti alla sua base (a sinistra). Cristallizzazione del nucleo interno e dissoluzione del diamante al confine nucleo-mantello (a destra). © Dott. Yanhao Lin e Dott. Bernard Charlier.
Al termine dei loro esperimenti, i ricercatori sono riusciti a concludere che probabilmente nel mantello di Mercurio si erano formati minerali come l'olivina. Dicono che questi risultati sono coerenti con la ricerca precedente. D’altra parte rimaneva una domanda: come può il carbonio cristallizzarsi e trasformarsi in diamanti? Le condizioni al confine tra nucleo e mantello potrebbero spiegare questo, riferiscono i ricercatori. Infatti, il processo di cristallizzazione del nucleo interno provocava il “rifiuto” del carbonio, che si sarebbe poi ritrovato in elevate concentrazioni nella parte esterna del nucleo. Esposto a condizioni ambientali, comprese pressioni molto elevate e temperature estreme, il carbonio si trasformerà quindi in diamanti. I cristalli formatisi verranno poi trasportati verso l'alto, poco dopo, fino al confine nucleo-mantello, per poi formare uno spesso strato spesso circa 15 km.
Gli scienziati hanno anche ipotizzato che la formazione dei diamanti potrebbe influenzare la termodinamica e la convezione nel nucleo liquido di Mercurio. Ciò potrebbe avere un potenziale impatto sulla generazione del campo magnetico. ” I diamanti possono contribuire al trasferimento di calore tra il nucleo e il mantello, che può portare a differenze di temperatura e rotazione del ferro liquido, creando un campo magnetico. “, spiega Lin.
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Questo studio apre la strada all’analisi della formazione e dell’evoluzione degli esopianeti ricchi di carbonio di tipo Mercurio. ”
I processi che hanno portato alla formazione dello strato di diamante su Mercurio potrebbero essere avvenuti anche su altri pianeti, e probabilmente lascerebbero tracce simili », conclude Lin.
fonte : Comunicazioni sulla natura
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