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La planète la plus petite du système solaire, Mercure, cache un secret étonnant. Les données recueillies par la mission MESSENGER de la NASA révèlent l’existence d’une couche de diamant d’environ 16 km sous la croûte de Mercure. Cette découverte s’ajoute aux nombreuses énigmes que cette planète, située la plus proche du Soleil, pose depuis longtemps aux scientifiques.
Des mystères autour de Mercure
Mercure se distingue des autres planètes du système solaire par ses caractéristiques uniques. Sa surface extrêmement sombre, son noyau dense et la fin prématurée de son activité volcanique intriguent les chercheurs depuis des décennies. Une autre singularité de Mercure est la présence de taches de graphite, une forme particulière de carbone, à sa surface. Ces taches ont conduit les scientifiques à proposer que la planète avait autrefois un océan de magma riche en carbone. Cet océan serait monté à la surface, laissant des traces de graphite et donnant à Mercure son apparence sombre.
Cependant, les récentes études suggèrent que sous cette surface de graphite se trouve une couche de carbone encore plus précieuse : du diamant. Selon Olivier Namur, professeur associé à l’Université de Louvain, les conditions à la frontière entre le manteau et le noyau de Mercure favorisent la formation de diamant plutôt que de graphite.
L’apport de la mission MESSENGER
La mission MESSENGER (Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging), lancée en août 2004, fut la première à orbiter autour de Mercure. Jusqu’à la fin de sa mission en 2015, elle a cartographié l’intégralité de la planète et fourni des données essentielles sur sa géologie et son champ magnétique, tout en découvrant de l’eau glacée dans des zones ombragées près des pôles. Ces découvertes ont été essentielles pour comprendre la répartition des éléments sur Mercure et son évolution géologique.
Les nouvelles données de MESSENGER, combinées à des simulations géophysiques, ont permis aux chercheurs d’estimer que la pression à la frontière entre le noyau et le manteau favorise la cristallisation du diamant. En recréant ces conditions en laboratoire, ils ont appliqué une pression de plus de 7 gigapascals à des matériaux imitant ceux présents dans le manteau de Mercure, avec des températures dépassant les 2177 °C. Ces expériences ont confirmé que ces pressions et températures élevées pouvaient transformer le carbone en diamant.
Le processus de formation du diamant sur Mercure
Deux processus principaux pourraient être à l’origine de la formation de cette couche de diamant. Le premier serait la cristallisation de l’océan de magma qui aurait laissé une mince couche de diamant à la frontière entre le noyau et le manteau. Mais le processus le plus important est lié à la cristallisation progressive du noyau de Mercure. À l’origine, le noyau de Mercure, constitué principalement de métal liquide, contenait également du carbone. Au fur et à mesure que le noyau se cristallisait, ce carbone s’accumulait dans le liquide résiduel. Une fois que ce liquide a atteint une certaine concentration en carbone, le diamant a commencé à se former et à remonter vers la surface du noyau, formant ainsi une couche d’environ 1 km d’épaisseur, qui s’est épaissie au fil du temps.
Les implications pour l’évolution de Mercure
Cette découverte met en lumière les différences entre Mercure et les autres planètes rocheuses du système solaire, telles que la Terre, Mars et Vénus. Mercure s’est formée beaucoup plus près du Soleil, dans un environnement riche en carbone et pauvre en oxygène. Cette particularité a conduit à la formation d’une couche de diamant, une caractéristique qui n’est pas partagée par les autres planètes. Cependant, la Terre possède également du carbone dans son noyau, et la formation de diamant à l’intérieur de la Terre a déjà été suggérée par certains chercheurs.
La présence de cette couche de diamant pourrait aussi expliquer pourquoi l’activité volcanique de Mercure s’est arrêtée si tôt dans son histoire, il y a environ 3,5 milliards d’années. Namur et son équipe cherchent à déterminer si cette couche de diamant aurait pu accélérer le refroidissement de la planète, contribuant à mettre fin à cette phase volcanique plus rapidement que sur d’autres planètes.
L’avenir de l’exploration de Mercure
Les scientifiques attendent avec impatience l’arrivée des premières données de la mission BepiColombo, prévue pour 2026, afin d’affiner leur compréhension de la structure interne et de l’évolution de Mercure. Cette mission, qui suit les traces de MESSENGER, pourrait offrir de nouveaux indices sur les mystères non résolus de la planète la plus proche du Soleil.
Source: space.com
