Mercurio potrebbe avere uno spesso strato di diamanti sotto la superficie: lo studio

Un nuovo studio pubblicato su Nature Communications suggerisce che Mercurio potrebbe avere uno strato spesso ben 18 km di diamanti al confine tra il nucleo e il mantello (anche se l'incertezza è piuttosto importante: circa 10 km). I risultati dello studio, che ha fatto uso di complesse simulazioni al computer, è stato condotto da ricercatori di Cina e Belgio coordinati dalle univeristà belghe di Liegi e di Lovanio.
I diamanti sembrano in realtà piuttosto comuni nel Sistema Solare: la loro presenza è già stata ipotizzata sui giganti ghiacciati Urano e Nettuno, e anche su Mercurio – il pianeta più piccolo del Sistema Solare – la scoperta non giunge poi così in attesa, dal momento che sulla sua superficie sono visibili vasti depositi di grafite, che come i diamanti è costituita da carbonio puro.
Mettete da parte però le vostre piccozze: anche se avessimo a disposizione una tecnologia per estrarre diamanti su altri pianeti – e al momento non ce l'abbiamo – questi diamanti si trovano a una profondità di ben 485 km sotto la rovente superficie del pianeta più vicino al Sole.

Le motivazioni dello studio: i misteri irrisolti di Mercurio

Il recente studio su Nature Communications nasce dal tentativo dei ricercatori di spiegare alcuni dei misteri ancora irrisolti di Mercurio. Il pianeta infatti possiede un campo magnetico che, sebbene debole, è comunque inatteso dal momento che è geologicamente inattivo.

Un altro mistero risiede nella presenza sulla sua superficie di macchie scure che i ricercatori della missione Messenger della NASA (in orbita attorno a Mercurio dal 2011) hanno scoperto essere depositi di grafite, una forma di carbonio con cui ad esempio è fatta la punta delle matite.

Proprio queste chiazze di grafite sono state la scintilla che ha dato origine allo studio in questione. Tuttavia nessuno aveva ipotizzato che il carbonio potesse anche trasformarsi in diamante, perchè le informazioni note su Mercurio non prevedevano, nè in superficie, nè nel sottosuolo, le condizioni di temperatura e pressione adatte a formare i diamanti.

Dove si trovano i diamanti su Mercurio

Nel 2019 però lo scenario è andato modificandosi poiché i ricercatori hanno scoperto che il mantello di Mercurio è in realtà 80 km più profondo di quanto era precedentemente ipotizzato. Ciò creerebbe le condizioni di pressione e temperature giuste per la formazione dei diamanti.

Ma una teoria rimane pure speculazione fino a quando non è testata sperimentalmente. Per questo, gli scienziati autori dell'articolo su Nature Communications hanno ricreato in laboratorio una miscela che avesse la stessa ipotizzata composizione chimica della zona del mantello dove si pensa si possano formare i diamanti.

Questa miscela è fatta di ferro, silicio, carbonio e solfuro di ferro, un ingrediente aggiunto alla miscela a causa della grande quantità di zolfo presente sulla superficie di Mercurio. Lo zolfo inoltre contribuisce ad aumentare la temperatura a cui la miscela chimica si solidifica.

Gli scienziati hanno poi applicato alla miscela le stesse condizioni di temperatura e pressione dell'interno di Mercurio. Parliamo di una temperatura di ben 3578 °C e di una pressione 70000 volta maggiore di quella sulla Terra al livello del mare. Questi valori sono stati ottenuti, chiaramente, non misurandoli direttamente su Mercurio, ma attraverso modelli computerizzati che simulano anche le condizioni fisiche in cui la grafite o il diamante sarebbero stabili.

Il risultato è stato strabiliante. Combinando i dati di laboratorio con le simulazioni al computer, gli scienziati sono giunti alla conclusione che i diamanti potrebbero essersi cristallizzati quando il nucleo interno di Mercurio si è solidificato. Essendo però meno densi del nucleo, essi hanno galleggiato fino ad attestarsi al confine tra il nucleo ed il mantello, formando uno strato di ben 15-18 km di diamanti.

I diamanti potrebbero spiegare il campo magnetico di Mercurio

La presenza di diamanti ha una importanza che va oltre il mero valore materiale. I diamanti potrebbero infatti spiegare la presenza del debole campo magnetico di Mercurio. L'idea è che i diamanti aiuterebbero lo scambio di calore tra mantello e nucleo, creando differenze di temperatura che farebbero ruotare il ferro liquido del nucleo. Essendo conduttivo, questo creerebbe così un campo magnetico.

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