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为什么水星会被钻石包裹

  上个月在德克萨斯州伍德兰兹举行的月球和行星科学会议上,科罗拉多矿业学院的凯文坎农博士展示了有关水星组成的令人惊讶的细节。
  坎农显示,水星被流星撞击的历史,再加上它的一些独特性质,可能会导致这颗行星包裹在钻石中。
  水星独特构成的故事始于水星最初形成的时候。
  与许多岩石行星一样,水星的外壳是由岩浆海洋结晶而成的。
  然而,在水星上,这个外壳与我们太阳系中的其他岩石行星不同:它由碳组成,形成了一个石墨壳。
  我们在太阳系的其他地方看不到碳壳,因为水星的一些独特性质,也就是它没有大气层的事实。
  与地球相比,水星很小,只有地球半径的三分之一多一点。
  此外,它离太阳很近,给这颗微小的行星带来了辐射。
  这两种影响导致水星的大部分大气层消失在太空中。
  这反过来又影响了地壳的组成。
  由于水星不能保持其大气层,它失去了关键元素氧。
  在地球上,氧与氢、氮和碳等其他元素结合。
  然而,在水星上,可能只有很少的氧气,这改变了一切。
  碳可以以纯石墨的形式结晶并漂浮到表面,而不是与氧气结合形成二氧化碳或一氧化碳这样的分子。坎农说。
  在水星的早期历史中,这层碳壳可能相当厚。
  模型预测,它的深度可能从1米到21公里不等。
  数十亿年来,它缺乏大气层,无法保护星球免受流星的撞击。
  在地球上,我们的大气层减速并烧毁了许多即将到来的太空岩石。
  但是水星,就像我们的月球一样,有着无数的陨石坑。
  这些流星以巨大的力量撞击地表足以产生钻石。
  在水星上形成钻石。
  坎农想看看在水星被流星撞击的45亿年里发生了什么。
  为了做到这一点,他假设了最初的石墨外壳的几个深度,从100米到500米深不等。
  然后,他模拟了陨石撞击水星的过程。
  不管石墨壳有多深,用不了多久,大约三分之一的石墨就被转化成了钻石。
  事实上,已知某些类型的石质陨石,称为辉绿岩,含有钻石。
  一些研究表明,这些钻石是在撞击过程中形成的。
  我们几乎可以肯定小行星在太空中碰撞形成的钻石,坎农说。
  但它们不会在地球上形成。
  我们发现的小陨石已经被大气减速到极限速度,所以它们撞击的速度不足以产生形成钻石所需的压力,他说。
  相反,在地球上,钻石形成于地下深处。
  在地幔内,在大约150公里深的地方,压力和温度足以锻造钻石。
  这些钻石后来在火山喷发期间被带到地表。
  随着时间的推移,水星的表面会被搅动。
  撞击会将长石或辉石等矿物中上层的碳和下层的硅混合在一起。
  熔岩流也会覆盖石墨。
  但这些钻石很可能会继续存在,即使它们被掩埋了。
  钻石在4,027摄氏度的温度下熔化,所以一旦形成就需要很长时间才能销毁。
  为什么我们以前没有在水星表面看到过钻石呢?
  信使号在水星轨道上运行了四年,没有探测到这些钻石。
  这可能是因为信使号在近红外下对钻石表面进行了成像,那里的钻石没有光谱特征。
  2025年,当比普科伦坡任务到达水星时,它可能能够探测到它们。

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