16万亿吨!水星早期被小行星高速撞击,表面或形成大量钻石!

原标题:16万亿吨!水星早期被小行星高速撞击,表面或形成大量钻石!

水星是离我们太阳最近的行星,是八颗行星中最小的一颗,也是我们太阳系中最极端的行星之一。这颗行星以罗马众神使者的名字命名,是少数不用望远镜就可以观察到的行星之一。尽管如此,水星是我们太阳系中最不为人知的行星,主要是它距离太阳太近,水星的光芒常被太阳光所遮盖(早晚大约有两小时可以看到)。

尽管水星拥有磁场,但磁场强度不足地球的1%,以至于它没有厚厚的大气层来防御小行星和彗星,使得这颗离太阳最近的行星表面完全布满了大大小小的陨石坑。但因大量小行星或彗星的高速撞击,可能已将覆盖大部分表面的石墨变成了钻石,即水星表面有很多钻石。这就是美国行星地质学家凯文·坎农(Kevin Cannon)在月球与行星科学会议上发表的一项新研究中得出的结论。

水星表面可能散落大量钻石!

水星以其年短、日长、极端温度和奇怪的日落而闻名——每 88 个地球日绕太阳公转,每 59 周自转一次。这也是一个没有季节的星球,春天、夏天、秋天和冬天完全一样,因为水星的自转轴几乎是完全直立的。白天的温度徘徊在 426°C 左右,在热量方面仅次于金星。然而,水星没有大气层来吸收任何热量,夜间温度可能会骤降至 负170 °C 左右,昼夜温差波动幅度为太阳系行星之最。

但这些令人难以置信的观察数据并不是让水星与众不同的原因,从地质学角度来说:水星在过去有一段黑暗的时期,在 40 亿年前曾遭受过小行星的重创,遭受的打击可能是月球的两倍。一个明显的例子是卡洛里斯盆地,这个盆地面积约为1550 公里,是40亿年前被一颗大约100 公里宽的小行星撞击后形成。

也因早期遭受大量小行星或彗星的撞击,水星的地壳主要是一系列巨大的熔岩片。但与其他星球上发生的情况相反,在这些熔融岩石上覆盖着一大层石墨。这点也让科学家感到奇怪,因为其他岩石行星表面的碳含量要少得多,而且可以形成富含碳的行星的碳质小行星离太阳的距离比水星目前的轨道要远得多。

根据坎农的研究,他模拟了数十亿年来频繁撞击水星地壳上部20公里的影响。发现那里的石墨层厚度可能超过90米,小行星的撞击压力足以将其中的 30% 到 60% 变成他所谓的“冲击钻石(小行星或彗星以每秒数十公里的速度撞击地表的压力波可以将石墨转化为钻石)”,因此他估计水星表面覆盖的钻石大概有16万亿吨

可惜的是,开采它们也几乎是不可能的,因为水星是一个荒凉的地方。更重要的是,冲击钻石可能非常小,分布广泛且质量差。坎农表示:“你最终会得到石墨、钻石和其他一些相的杂乱混合物,所以你不会有漂亮、漂亮的晶体,但你可以抛光并做成戒指。”

实际上,在2008 年落在苏丹北部努比亚沙漠的被称为 Almahata Sitta 的岩石碎片,含有微小的钻石,科学家推断应该是由小行星之间的碰撞冲击产生的。也就是说,水星表面覆盖钻石的结论可能是真的。

水星的碳和石墨!

对于这么小的行星,水星对科学家来说是一个相当大的难题。NASA的“信使号(MESSENGER)”探测器于2011年成为第一个绕水星运行的航天器,并且拍摄了水星表面的特别暗的斑块——“低反射率材料”区域,后来证实这是石墨导致。同时科学家透过探测器传回的数据发现,这颗行星上富含硫、氯、钠和钾等容易从地表蒸发的元素。这非常奇怪,因为这些物质很可能会在炎热或剧烈的出生过程中消失——这正是离太阳如此近的行星(例如水星)的出生类型。

行星科学家劳拉·拉克(Laura Lark)研究分析了水星上最年轻的撞击盆地——伦勃朗盆地,发现水星从一开始就特别富含碳。她表示:“我们将这些大型盆地用作水星外层的天然样本,如果这些盆地中的低反射率材料被石墨变暗,这就是我们的想法,那么我看到的层很厚,它比我预期的岩浆海洋中的碳要多。”

随着水星的形成,元素主要以金属或岩石的形式结合在一起。金属下沉并最终形成了水星的核心,顶部的岩石凝固。在许多行星上,大部分碳最终成为其上方地幔中金属核心的一部分。但水星似乎最终将大量的碳嵌入了地表的外壳,而不是更低的地方。相比之下,地球上的钻石只能在巨大的压力下从地下深处的碳中产生。

这次对水星的新研究也可以解开另一个谜团:为什么这颗行星尽管体积很小,但核心却异常大。一些科学家认为,如果这颗行星曾经更大,然后经受住巨大的撞击,将它的一部分抛到整个太阳系,它的核心会更有意义。目前,水星的质量是地球的十八分之一。法国行星科学家卡米尔·卡蒂埃(Camille Cartier):“我计算出原始水星的质量可能在 0.3 到 0.8 个地球质量之间。这与模拟总是产生比我们目前拥有的更大版本的水星相一致。”

根据她的模型,她认为在行星形成后大约 10或2000 万年,当水星和太阳系的其他部分仍然聚集在一起时,一个巨大的物体可能会撞击水星,将其大部分上层吹入太空. 其中一些岩石块后来最终落到了金星、地球和内小行星带上。

水星,我们还有很多不知道的地方,但新的研究正在揭示这颗行星的奥秘。

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