Descubren Capa de Diamante en el Núcleo de Mercurio: Revelaciones de un Estudio Reciente
Un estudio reciente publicado en Nature Communications por científicos de China y Bélgica ha revelado un hallazgo sorprendente sobre Mercurio: el límite núcleo-manto (CMB) del planeta podría incluir una capa de diamante de hasta 18 kilómetros de espesor. Este descubrimiento, basado en investigaciones de alta presión y temperatura, podría cambiar nuestra comprensión sobre la estructura interna de Mercurio.
Mercurio, el planeta más pequeño y más cercano al Sol, ha fascinado a los científicos por su densa y oscura superficie. Misiones como la NASA MESSENGER y Mariner 10 han mostrado que su superficie contiene grafito, una forma de carbono, lo que llevó a los investigadores a especular sobre la existencia de un océano de magma rico en carbono en su pasado.
El Dr. Yanhao Lin, del Centro de Investigación Avanzada en Ciencia y Tecnología de Alta Presión en Beijing, destacó la importancia del carbono en Mercurio: «Hace años, me di cuenta de que el alto contenido de carbono de Mercurio podría tener implicaciones significativas. Esto me llevó a considerar que algo especial ocurrió en su interior».
Las observaciones de la nave espacial MESSENGER indicaron que la oscuridad de la superficie de Mercurio se debe al grafito. Se piensa que este grafito proviene de una capa de grafito que flotó a la superficie desde la era temprana del planeta, sugiriendo que Mercurio tuvo una capa de magma rica en carbono que, al enfriarse, formó una corteza de grafito.
Sin embargo, los investigadores han cuestionado la idea de que el grafito era la única fase estable de carbono durante la cristalización del océano de magma. Nuevos estudios han revelado que el CMB podría estar más profundo de lo que se pensaba, llevando a los científicos a reevaluar la presencia del grafito. Además, se ha encontrado azufre en el núcleo de Mercurio, lo que podría influir en la cristalización del magma y cuestionar la exclusividad del grafito.
Para recrear las condiciones extremas del interior de Mercurio, los investigadores emplearon experimentos de alta presión y temperatura junto con modelos termodinámicos. Utilizando una prensa de gran volumen, lograron replicar las condiciones del CMB, alcanzando presiones de hasta 7 Giga Pascales (GPa), siete veces mayores que las de la Fosa de las Marianas. Emplearon silicato sintético para simular la composición del manto de Mercurio y estudiaron la estabilidad del grafito y el diamante bajo estas condiciones extremas.
Los resultados indicaron que, con un 11% de azufre, la presión del CMB de Mercurio es de aproximadamente 5,575 GPa. Esto, junto con la reducción de temperatura de 358 Kelvin debido al azufre, sugiere que, aunque el grafito fue la fase predominante de carbono, la cristalización del núcleo formó una capa de diamante en el CMB. El Dr. Lin explicó: «El azufre reduce el líquido del océano de magma, permitiendo que el diamante se forme y se acumule en el CMB, mientras que también contribuye a la formación de una capa de sulfuro de hierro».
Implicancias para la ciencia
Este hallazgo también podría explicar la fuerte actividad magnética de Mercurio. El carbono en el núcleo se sobresatura a medida que se enfría, formando diamantes que flotan hacia el CMB. La alta conductividad térmica del diamante facilita la transferencia de calor del núcleo al manto, afectando la estratificación térmica y la convección en el núcleo externo líquido, lo que, a su vez, influye en la generación del campo magnético de Mercurio.
El Dr. Lin destacó la importancia de este descubrimiento para entender otros planetas ricos en carbono, sugiriendo que los procesos que llevaron a la formación de diamantes en Mercurio podrían ser comunes en otros mundos, potencialmente dejando marcas similares en otros exoplanetas.
Este estudio no solo arroja nueva luz sobre la composición interna de Mercurio, sino que también abre nuevas vías para explorar la formación y evolución de los planetas terrestres en nuestro sistema solar y más allá.