最新研究:水星上不仅有上亿吨的冰,还拥有厚达16公里的钻石层
发布时间:2025-05-06 04:00 浏览量:5
水星是距离太阳最近的行星,由于离太阳太近,且几乎没有大气层保热,其表面温差极大,向阳侧温度可达427℃,阴影侧可低至-173℃左右。
奇怪的是,虽然水星的表面没有水,但是两极却有上亿吨的冰,更惊人的是,水星地底下还埋着16公里厚的钻石层,这究竟是怎么一回事呢?接下来我们就一起来看一下。
首先,水星白天表面温度高达427℃,为什么还会存在上亿吨的冰呢?关键之处就在于水星直的像筷子的自转轴,水星的自转轴几乎不倾斜,仅有0.034°的倾斜角,这样就会导致水星的南北极有些陨石坑永远都照不到太阳。
据估计,这些阴影区的面积全部加起来差不多3.4万平方公里,相当于海南岛大小。再加上彗星或其它小行星再时不时的撞击一下,将水和含冰矿物带到水星上。
根据NASA的水星探测器“信使号”传回的数据,科学家还发现水星的极地地区,冰层上还有一层黑乎乎的物质,厚度大约是10厘米,这个物质的主要成分是碳。
科学家认为,这层黑乎乎的碳,可能是彗星带来的有机物,或者是陨石撞击扬起的尘埃。这些碳就像是一层“防晒霜”一样保护着冰层,使其升华速度变慢。
这还不算什么惊人的事,北京高压科学研究中心的团队在《自然》子刊上刊登了一则震惊全球的新闻:水星上不仅有上亿吨的冰,在其地幔和地核的交界处,还存在约16公里厚的钻石层!
那问题就来了,这些钻石是真的吗?又是如何形成的呢?
这事还是得从水星表面的“黑斑”说起,NASA的信使号探测器发现,水星上存在大量反射率极低的黑色斑块,通过光谱分析显示,这些斑块主要由石墨组成。
同时,科学家还发现,水星拥有一颗巨大的金属核,能占到其半径的85%,且其磁场强度极为反常,仅有地球的1%。
于是科学家又重新分析了水星的内部成分,最终发现水星的地幔实际上比预期的要薄,这就暗示着水星内部可能存在高密度物质。
之后,北京高压科学研究中心的团队进行了高温高压实验模拟,他们模拟了水星核幔边界处7Gpa的压力(相当于7万个大气压),将近2000℃的高温环境。
再加上由于水星表面富含硫,所以研究人员也将硫元素加了进去,实验表明,石墨确实可以在高温高压的环境下转变为钻石。并且由于硫元素的参与,会在一定程度上降低碳的溶解度,加速钻石析出。
那这些钻石是从哪里来的呢?
简单来说,水星的钻石主要通过”岩浆海洋结晶”和“金属核的结晶与碳析出”两个过程。约45亿年前,水星可能诞生于一片富含碳的星云中,在水星形成的早期,表面可能就有一个富含碳的岩浆海洋,后来随着岩浆不断冷却,碳就逐渐变成了石墨。
再往后,水星的金属核也开始逐渐冷却并结晶,将多余的碳“挤”了出来。这时候,硫就相当于一个催化剂,在高温高压的环境中帮助碳转变为了钻石。
据科学家估算,这些钻石有16公里厚,如果把这些钻石全部开采下来,每个人将近能分到上亿吨钻石!不过,其开采成本也是高的离谱,更何况,这些钻石还藏得很深,离水星表面还有大约485公里的距离呢。