كتب – رامز يوسف:
كوكب عطارد يبدو كما لو كان كوكبا محترقا ويسهل إغفاله، ومع ذلك، يواصل إثارة الدهشة. والآن، يقترح الباحثون اكتشافًا أكثر غرابة: قد توجد طبقة من الماس بسمك 16 كيلومترًا تقريبًا داخل الكوكب.
بالنسبة لعالم يدور 3 مرات حول محوره كل دورتين حول الشمس، ويتحمل درجات حرارة ظهيرة تزيد على 280 درجة مئوية، يُعد هذا احتمالًا مذهلاً.
تتراكم دلائل على وجود ثروات كربونية منذ أن رسمت مركبة ماسنجر التابعة لناسا خريطة مفصلة لعطارد. تشير بقع الجرافيت المتناثرة على القشرة الأرضية إلى محيط قديم من الصهارة مليء بالكربون.
عندما برد ذلك المحيط، طفا الكربون الخفيف إلى الأعلى، ما أدى إلى تعتيم الكوكب، بينما غاص المعدن الأكثر كثافة إلى الداخل.
تشير الدراسة الجديدة إلى أن الكربون الأثقل هبط مع المعدن الغارق وأُعيد تبلوره إلى ماس، ما أضاف لمسة جديدة إلى تاريخ الكوكب.
يأتي هذا العمل من فريق مشترك في الصين وبلجيكا بقيادة الدكتور يانهاو لين، أخصائي مواد الكواكب، من مركز أبحاث العلوم والتكنولوجيا المتقدمة عالية الضغط.
أظهرت القراءات الكيميائية لمسبار ماسنجر وجود كربون أكثر من أي كوكب صخري آخر، لذا أعادت مجموعة لين تكوين باطن عطارد في مكبس مختبري، وضغطت صخور الوشاح الاصطناعية إلى 7 جيجا باسكال، ثم سخّنتها إلى ما يقرب من 3600 درجة فهرنهايت.
قبل سنوات عديدة، لاحظتُ أن المحتوى العالي للغاية من الكربون في عطارد قد تكون له آثار مهمة.
في ظل هذه الظروف، ليس الجرافيت الخيار الوحيد. تشير التجارب إلى أنه عند حدود نواة عطارد ووشاحه – حوالي 5.575 جيجا باسكال، ومُخصّب بحوالي 11% من الكبريت – يتحول الكربون إلى شقيقه الأكثر صلابة، مُكوّنًا غلافًا متلألئًا يصل سمكه إلى 18 كيلومترًا حول النواة المعدنية.
تُظهر حسابات التبريد انخفاضًا بمقدار 358 كلفن في محيط الصهارة بمجرد بدء ظهور الماس، ما يُساعد البلورات على الغرق والتراكم.
أوضح لين: “نستخدم مكبسًا كبيرًا الحجم لمحاكاة ظروف درجات الحرارة والضغط العاليين في حدود نواة عطارد ووشاحه، وندمجها مع النماذج الجيوفيزيائية والحسابات الديناميكية الحرارية”.
يُخفّض الكبريت من سيولة محيط الصهارة لعطارد. إذا تشكّل الماس في محيط الصهارة، فقد يغرق إلى القاع ويترسب في الخلفية الكونية الميكروية”. من ناحية أخرى، يُساعد الكبريت أيضًا على تكوين طبقة كبريتيد الحديد في إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، وهي مرتبطة بمحتوى الكربون أثناء التمايز الكوكبي.
مجال مغناطيسي قوي
يتمتع عطارد بمجال مغناطيسي قوي بشكل مدهش، على الرغم من أن مساحته لا تتجاوز مساحة الولايات المتحدة القارية. يجب أن تتدفق الحرارة من النواة للحفاظ على دوران الدينامو، والماس موصل كهربائي قوي ينقل الطاقة إلى أعلى بسرعة أكبر من الصخور المحيطة.
وأضاف لين: “يصبح الكربون من النواة المنصهرة مُشبعًا بشكل زائد مع برودته، مُشكلًا الماس الذي يطفو إلى إشعاع الخلفية الكونية الميكروي”.
ُساعد الموصلية الحرارية العالية للماس على نقل الحرارة بفعالية من النواة إلى الوشاح، ما يُسبب تدرجًا في درجات الحرارة وتغيرًا في الحمل الحراري في النواة الخارجية السائلة لعطارد، وبالتالي يُؤثر على توليد مجاله المغناطيسي”.
كيف حصل عطارد على كل هذه الكمية من الماس؟
قشرة الجرافيت لعطارد – الموصوفة بـ”القشرة البدائية” في أبحاث مسنجر – تُميّز الكوكب بالفعل. إذا كان الماس كامنًا بالفعل تحته، فإنه يُوسّع الفجوة الكيميائية بين عطارد والكواكب الصخرية الأخرى.
فقدت الأرض والمريخ والزهرة معظم الكربون في الفضاء أو حبسته في الكربونات؛ ويبدو أن عطارد قد خزّنه، أولًا على شكل جرافيت عائم، ثم على شكل ماس غارق.
وخلص لين إلى أن “هذا قد يكون ذا صلة أيضًا بفهم الكواكب الأرضية الأخرى، وخاصة تلك ذات الأحجام والتركيبات المماثلة. ربما تكون العمليات التي أدت إلى تكوين طبقة الماس على عطارد قد حدثت أيضًا على كواكب أخرى، ما قد يترك بصمات مماثلة”.
ماذا سيحدث بعد ذلك؟
يعتمد هذا الاكتشاف بشكل كبير على الرؤى المختبرية، لأنه لم يُجرَ أي مسبار حتى الآن مسحًا دقيقًا داخل عطارد. بيبي كولومبو، وهي مهمة أوروبية يابانية مشتركة تتجه نحو الكوكب، ستدخل مداره عام ٢٠٣٠.
ستتولى أجهزتها تنقيح خرائط الجاذبية والبحث عن انحناءات في المجال المغناطيسي تكشف عن طبقة رقيقة فائقة التوصيل.
قد تترك قشرة الماس متوسطة السُمك بصمة واضحة تؤكد أو تدحض توقعات المختبر.
قد يُعيد الباحثون في المستقبل النظر في الكويكبات المعدنية الغنية بالكربون.
إذا نجح عطارد في تشكيل الماس تحت ضغط معتدل، فقد تحذو الأجرام الأصغر حذوه، مما يُنعش أحلام تعدين الكويكبات – حتى لو كانت أي أحجار كريمة محصورة تحت قشور حديدية، وليست حصىً سائبة جاهزة للحصاد.
نُشرت الدراسة كاملةً في مجلة Nature Communications.
المصدر: Earth
اقرأ أيضا:
