距離太陽最近且最小的行星──水星，長期因極黑暗表面與核心高密度困擾著科學家。最近新研究還發現，水星深處可能蘊藏 14 公里厚的鑽石層，有助解開水星組成與奇特磁場等謎團。
水星是顆充滿奧祕的行星，比如它和地球一樣擁有全球性磁場（但強度比地球弱許多），起因於行星富含鐵的液體核心循環；水星表面則有異常黑色斑塊，NASA 信使號（MESSENGER）探測判斷為石墨。
水星極高的碳含量引起其他科學家注意，多年來，研究人員認為水星地函溫度、壓力足以讓碳形成石墨，由於石墨比地函輕，因此漂浮到地表。
然而 2019 年一項研究表明，水星地函深度可能比之前預測還要深 50 公里，這將大幅提高核函邊界（CMB）壓力溫度，另一方面為碳結晶成鑽石創造良好條件。
為了驗證可能性，一組團隊調製含有鐵、二氧化矽、碳的「化學湯」，這種混合物成分與某些隕石相似，可能代表年幼水星的岩漿海洋。此外，研究人員認為水星岩漿海含有大量硫，加上水星表面如今富含硫，因此他們還在混合物內加入不同數量的硫化鐵。
接著團隊將混合物置於模擬水星深處環境的 7 GPa 壓力與 1,970 ℃ 極端條件，使用電腦模型對水星核函邊界壓力、溫度進行更精確測量，除了確認橄欖石等礦物可能在地函形成（與先前研究一致），還發現添加硫會導致混合物於更高溫度下凝固，這種條件有利於鑽石形成。
▲ 水星核函邊界環境條件可能有利形成鑽石層，圖僅為示意圖。（Source：pixabay）
電腦模擬結果表明，當水星內核凝固，鑽石可能已經結晶，由於密度低於核心，因此會向上漂浮到核函邊界，如果水星深處真的存在鑽石，將形成平均厚度約 15 公里的固體鑽石層。
雖然水星鑽石層的深度不可能開採，但它們可能與水星磁場有關，比如鑽石層在地核、地函之間傳遞熱量，產生溫差導致核心液態鐵旋轉，從而產生磁場。
研究人員表示，水星鑽石層形成過程也可能發生在其他行星身上並留下類似特徵，有助天文學家分析類地行星特徵，之前觀測數據已發現某些系外行星環境可能適合形成鑽石，比如：
- 巨蟹座 55e（55 Cancri e）：距離地球約 40 光年，可能是由富碳物質組成的碳行星，其中不少碳會因壓力變成鑽石。
- LHS 3844 b：距離地球約 48 光年，表面可能含有碳並以鑽石形式存在，不過目前尚無直接證據。
- WASP-121 b：距離地球 900 光年的熱木星，其高溫高壓環境可能導致大氣形成碳的不同形態，包括鑽石。
新論文發表在《自然通訊》期刊。
- Mercury may have massive 9-mile-thick layer of diamonds below surface: Study
- 9 miles of solid diamonds may lurk beneath Mercury’s surface, new study finds
- Modeling study proposes a diamond layer at the core-mantle boundary on Mercury
（首圖來源：pixabay）
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