En bref: Mercure est la plus petite planète du système solaire et a toujours été un mystère en raison de sa surface sombre et de la densité élevée de son Core. Cependant, les astronomes savent depuis longtemps que sa surface contient d’importantes quantités de graphite, une forme de carbone. Une nouvelle étude révèle qu’une épaisse couche de diamant se trouve sous cette croûte de graphite à la limite entre son Core et son manteau.
Des scientifiques chinois et belges ont récemment publié dans la revue Nature Communications une étude qui suggère l’existence d’une couche de diamant à la frontière entre le Core et le manteau de Mercure. Cette couche pourrait atteindre 18 kilomètres d’épaisseur. Cette découverte représente une avancée significative dans la compréhension des processus de différenciation planétaire, c’est-à-dire la manière dont les planètes développent des couches internes distinctes.
Les scientifiques pensent que la couche de diamant s’est formée suite à la cristallisation de l’océan de magma riche en carbone de Mercure. Au fur et à mesure que la planète se refroidissait, ce carbone a formé une croûte de graphite à la surface. Cependant, l’étude remet en question l’hypothèse selon laquelle le graphite était la seule phase stable de carbone pendant cette période.
« Il y a de nombreuses années, j’ai remarqué que la teneur extrêmement élevée en carbone de Mercure pouvait avoir des conséquences importantes », a déclaré à Phys.org le Dr Yanhao Lin, co-auteur de l’étude, du Centre de recherche avancée sur les sciences et technologies à haute pression de Pékin. « Cela m’a fait comprendre que quelque chose de spécial s’était probablement produit à l’intérieur de son corps. »
Les chercheurs ont utilisé des expériences de haute pression et de température combinées à une modélisation thermodynamique pour recréer les conditions de l’intérieur de Mercure. Ils ont atteint des niveaux de pression allant jusqu’à 7 gigapascals, ce qui leur a permis d’étudier les phases d’équilibre des minéraux de Mercure.
Ils ont déterminé que la présence de soufre dans le Core de fer de Mercure affectait le processus de cristallisation de l’océan de magma. Le soufre abaisse la température du liquidus, facilitant la formation d’une couche de diamant à la frontière Core-manteau. Il a également formé une couche de sulfure de fer, influençant la teneur en carbone lors de la différenciation planétaire.
La conductivité thermique élevée de la couche de diamant a un impact sur la dynamique thermique et la génération du champ magnétique de Mercure. La couche de diamant contribue au transfert de chaleur du Core vers le manteau, affectant les gradients de température et la convection dans le Core externe liquide, influençant ainsi le champ magnétique.
Ces résultats ont également des implications pour la compréhension d’autres systèmes exoplanétaires riches en carbone et de planètes telluriques de taille et de composition similaires à celles de Mercure. Les processus observés sur Mercure pourraient également se produire sur d’autres planètes, laissant potentiellement des signatures similaires. L’étude conclut que des couches de diamant similaires pourraient exister sur d’autres planètes telluriques, même si les conditions doivent être exactement réunies.