Một nghiên cứu mới đây đăng tải trên tạp chí khoa học Nature Communications cho biết có một lớp kim cương dày khoảng 15 km ẩn bên trong Sao Thủy, điều này có thể giúp làm sáng tỏ những điều bí ẩn liên quan đến thành phần cũng như từ trường đặc biệt của hành tinh này.
Theo Live Science, Sao Thủy đã làm dấy lên sự khó hiểu trong thời gian dài do sở hữu từ trường.
Mặc dù yếu hơn nhiều khi so với từ trường của Trái Đất, nhưng từ trường của Sao Thủy lại mang tính chất rất đặc biệt do kích thước nhỏ bé của hành tinh này và có vẻ như không có hoạt động địa chất diễn ra. Chính sự hoạt động mãnh liệt bên trong lòng Trái Đất đã tạo ra từ quyển cho hành tinh chúng ta.
Sao Thủy cũng sở hữu các khu vực bề mặt tối lạ thường mà nhiệm vụ Messenger của NASA đã xác nhận là một loại carbon, khả năng cao là than chì.
Mặc dù Sao Thủy có nhiều đặc điểm lạ lùng, các nhà nghiên cứu vẫn nghi ngờ rằng hành tinh này có thể hình thành theo cách tương tự như các hành tinh đá khác, chính là do quá trình nguội lạnh của một đại dương magma nóng.
Đối với Sao Thủy, biển cả này có thể chứa nhiều carbon và silicat.
Trước tiên, kim loại trong quá trình đông tụ sẽ tạo ra một lõi ở giữa, trong khi phần magma còn lại kết tinh để hình thành lớp phủ ở giữa và lớp vỏ bên ngoài của hành tinh.
Trước đây, các nhà khoa học đã cho rằng nhiệt độ và áp suất trong lớp phủ của Sao Thủy chỉ đủ để carbon chuyển hóa thành than chì. Than chì vì có trọng lượng nhẹ hơn nên sẽ nổi lên bề mặt, tạo thành những vùng tối.
Mặc dù vậy, một số nghiên cứu sau đó đã chỉ ra rằng lớp phủ của Sao Thủy có thể dày hơn nhiều chục km. Điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng đáng kể về áp suất và nhiệt độ tại vùng biên giữa lõi và lớp phủ, đồng thời tạo điều kiện để hình thành kim cương.
Trong một nghiên cứu gần đây, một nhóm nhà khoa học từ Bỉ và Trung Quốc đã thực hiện các mô phỏng về đại dương magma của Sao Thủy ở giai đoạn "sơ sinh", được cấu thành từ sắt, silica và carbon với những tỉ lệ khác nhau.
Họ cũng nhúng các hỗn hợp này vào nhiều lượng sắt sunfua khác nhau, vì Sao Thủy được biết đến là có nhiều lưu huỳnh.
Sau đó, họ tạo ra áp lực gấp khoảng 70.000 lần so với áp suất khí quyển của Trái Đất ở mực nước biển và nhiệt độ đạt đến 1.970 độ C, áp dụng các mô hình máy tính để tái hiện những điều kiện vật lý mà trong đó than chì hoặc kim cương sẽ tồn tại ổn định.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các khoáng chất như olivin, một loại khoáng vật chứa sắt, magie và silicat, có thể hình thành trong lớp phủ, điều này từng được nghi ngờ trong quá khứ.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng nhận thấy rằng việc bổ sung lưu huỳnh vào công thức hóa học làm cho vật liệu chỉ đông đặc ở nhiệt độ cao hơn rất nhiều, điều này giúp quá trình hình thành kim cương trở nên thuận lợi hơn.
Viên kim cương này có thể đã hình thành khi lõi của Sao Thủy bắt đầu đông lại. Do có mật độ thấp hơn lõi nên nó đã nổi lên ở ranh giới giữa lõi và lớp phủ, tạo thành một lớp rắn chắc dày khoảng 15 km.
Cấu tạo bên trong của Sao Thủy vào thời kỳ đầu (bên trái) và hiện tại, cho thấy sự hiện diện của một lớp kim cương nằm ở phần dưới cùng của lớp phủ - Ảnh: Yanhao Lin/Bernard Charlie.
Theo nghiên cứu của Yanhao Lin, một nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu khoa học và công nghệ áp suất cao tiên tiến ở Bắc Kinh, kim cương có khả năng dẫn nhiệt giữa lõi và lớp vỏ của Trái Đất. Điều này tạo ra một sự khác biệt về nhiệt độ, dẫn đến việc sắt lỏng trong lõi xoay tròn, từ đó hình thành từ trường.
Chắc chắn rằng con người không thể mơ về việc khai thác lượng kim cương này, vì chúng nằm ở độ sâu 485 km dưới bề mặt trái đất. Tuy nhiên, chúng vẫn được xem là những kho báu quý giá đối với các nhà nghiên cứu, vì chúng mang đến những hiểu biết mới về quá trình hình thành của một hành tinh.
