NASA MESSENGER uydusu tarafından elde edilen veriler, Güneş Sistemi’nin bir numaralı gezegeni Merkür’ün gizli bir hazineye sahip olduğunu gösterdi: 16 kilometre kalındığında elmas bir katman.
Sahip olduğu birçok gizem ile bilim insanlarının kafasını karıştıran Merkür’ün yerkabuğunun altında kilometrelerce kalınlıkta elmastan bir manto katmanına sahip olabileceği belirtildi. Çok küçük olmasına rağmen kütlesi Mars’ı geride bırakan, atmosferi bulunmayan, son derece karanlık bir yüzeye sahip Merkür, aynı zamanda bilinmeyen bir şekilde sona eren volkanik faaliyetlerin izlerini taşıyor.
Merkür’ün yüzeyinde grafit izleri taşımasından yola çıkarak erken zamanlarında karbon zengini bir lav okyanusuna sahip olabileceği düşünülmüştü. Yüzeye çıkan lavların geride grafit birikintileri bıraktığı, aynı zamanda Merkür yüzeyindeki koyu izlerden sorumlu olduğu düşünüldü.
Aynı sürecin yüzeyin altında karbon zengini bir manto oluşturmuş olabileceği de akıllara geldi. Ancak manto katmanındaki materyalin grafen değil ancak karbonun daha değerli bir allatropu olabileceği anlaşıldı: Elmas.
NASA MESSENGER uydusundan elde edilen veriler ile Merkür’ün manto-yerkabuğu sınırında oluşan basıncını yeniden hesaplayan bilim insanları, manto katmanında grafen değil ancak elmas yer aldığını düşünüyor. Belçika’nın KU Leuven Üniversitesi’nden Olivier Namur tarafından Space.com’a yapılan açıklamada, elde edilen sonuca NASA MESSENGER ile toplanan jeofiziksel veri ile ulaşıldığı not düşüldü.
Merkür’ün Yüzeyi, Uzay Çevresi, Jeokimya ve Menzil anlamına gelen MESSENGER, Ağustos 2004’te ateşlenmiş ve Merkür’ün yörüngesine ulaşan ilk uydu olmuştu. 2015’te sona eren görev, Güneş’e en yakın gezegenin kutup bölgelerinde su-buz olduğunu ortaya çıkarmış, küçük gezegenin jeolojisi ve manyetik alanı hakkında birçok veri toplamıştı.
Basınç sanılandan fazla
Merkür yüzeyindeki basınç dağılımını da yeniden değerlendirme imkanı bulan bilim insanları, Merkür’ün mantosunun sanılandan daha kalın olduğunu ortaya çıkardı. Buradan yola çıkarak belli element ve allatropların Merkür üzerindeki dağılımının da kabul edilene kıyasla çok farklı olabileceği anlaşıldı.
Yapılan deneylerde, Merkür’ün mantosundaki materyali temsil eden sentetik silikat üzerine yedi gpa (gigapascal) gibi anormal bir basınç uygulandı ve 2,177 derece sıcaklığa ulaşıldı. Böylece Merkür’ün mantosundaki materyallerin, gezegenin erken zamanlarında nasıl değişime uğramış olabileceği incelendi. Ek olarak, bilgisayar simülasyonları ile Merkür’ün elmas mantosunun nasıl oluşmuş olabileceğine dair bulgular elde edildi. Sonuçlar, iki süreç ortaya koydu:
İlk süreç, lav okyanusunun kristalleşmesi. Bu sürecin manto/yerkabuğu arayüzünde çok ince bir elmas katman oluşumuna izin verdiği düşünülüyor. İkinci ve en önemli süreç ise Merkür’ün metal çekirdeğinin kristalleşmesi.
Namur, Merkür’ün oluştuğu yaklaşık 4,5 milyar yıl önce çekirdeğinin tamamen sıvı olduğunu ve zamanla kristalleştiğini belirtti. Çekirdeğin katılaştığı sürecin tam olarak nasıl yaşandığı bilinmese de, araştırma ekibi karbon miktarının çok düşük olduğuna inanıyor. Kristalleşmeden önce çekirdekte bir miktar karbon vardı ancak kristalleşme eriyen tortuda karbon miktarını artırdı. Bir noktadan sonra çözünürlük eşiğine erişildi, yani sıvı daha fazla karbonu çözemez hale geldi ve elmas ortaya çıktı.
Elmas yoğun bir madde olsa da metal kadar olmadığı için oluşum sürecinde çekirdeğin tepesine hareket etti ve Merkür’ün çekirdeği ile mantosu arasında konumlandı. Sonuç olarak, zamanla büyümeye devam eden yaklaşık 1 km genişliğinde bir elmas katman ortaya çıktı.
Elde edilen bulgular, Merkür’ün oluşum sürecine dair de yeni bilgiler sunuyor. Güneş’e en yakın gezegen muhtemelen karbon zengini bir materyal bulutundan meydana geldi. Sonuç olarak, diğer gezegenlere kıyasla daha az oksijen ve daha fazla karbon içermesi ile elmas katman oluşumuna tanık oldu. Yine de, Dünya’nın çekirdeğinde de karbon olduğu biliniyor ve gezegenimizin derinliklerinde elmas olabileceği de geçmişte birçok araştırmacı tarafından öne sürülmüştü.
Bilim insanları yeni bulgulardan yola çıkarak Merkür’ün volkanik faaliyetlerinin neden 3.5 milyar yıl önce sona ermiş olabileceğini de anlamaya çalışıyor. Namur, birçok diğer gezegene kıyasla Merkür’ün en aktif volkanik sürecinin sadece birkaç yüz milyon yıl sürdüğünü, bu durumun gezegenin boyutu ile bağlantılı olabileceğini ancak elmas katmanın bir etkisi olup olmadığını da anlamaya çalışacaklarını belirtti.
MESSENGER verileri kullanılarak, elmas katmanın manto/yerkabuğu sınırında nasıl bir termal etki yapıyor olabileceği anlaşılmaya çalışılacak. Ek olarak, Merkür’ün iç yapısı ve evrimi hakkında daha kesin bilgiler elde edebilmek için BepiColombo uzay aracının 2026’da toplamaya başlayacağı veriler kullanılacak.
Merkür’ün gizli elmas mantosu hakkındaki araştırma, Nature Communications dergisinde yayımlandı.
