Dans ses entrailles, la sombre Mercure possèderait un véritable trésor : des chercheurs supposent l’existence d’un important niveau de diamants entourant tout le noyau de cette petite planète !
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À priori, avec sa surface désertique et surchauffée, Mercure peut paraître très austère. Mais pas pour les scientifiques, qui viennent de découvrir que cette petite planète, la première de notre Système solaire, possède une structure interne bien plus complexe qu'on ne l'imaginait. Dans ses entrailles, on trouverait même un niveau composé de diamants, de 18 kilomètres d'épaisseur !
Une planète bourrée de carbone
Il faut dire que la planète intrigue les chercheurs depuis longtemps. En premier lieu à cause de sa forte densité, qui laisse penser que son cœur composé de fer serait particulièrement imposant. Il pourrait ainsi occuper plus de 80 % de son rayon ! Alors que sur Terre, le noyau représente un volume de 17 % de la Planète, le volume du noyau de Mercure serait lui de plus de 60 %.
Au-dessus de ce très gros noyau se trouvent un manteaumanteau peu épais composé de silicatessilicates, puis une croûtecroûte relativement épaisse. La mission Messenger, menée par la Nasa entre 2004 et 2015, révèlera que cette enveloppe superficielle est très riche en graphitegraphite, une forme cristallineforme cristalline du carbonecarbone, qui donne à la planète son apparence sombre. Toutes ces observations font de Mercure une planète fascinante, bien différente de ses voisines rocheuses que sont VénusVénus, la Terre et Mars. Des spécificités qui s'expliquent certainement par sa formation à proximité du SoleilSoleil.
Jusqu'à présent, les scientifiques supposaient que cette croûte de graphite était le résultat de la cristallisation d'un océan de magmamagma primordial riche en carbone. Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature communications suggère que l'histoire de Mercure serait toutefois plus compliquée.
Un niveau de diamants de 18 km d’épaisseur à la base du manteau
Pour arriver à cette conclusion, les chercheurs ont recréé les conditions à l'intérieur de Mercure via des expériences mettant en jeu de fortes pressionspressions et températures et des modèles thermodynamiquesthermodynamiques. Ils ont ainsi pu simuler les conditions régnant à l'interface entre le manteau et le noyau de la planète, et observer la façon dont se comportent les minéraux à cette profondeur. Les différentes phases cristallines du carbone et leur stabilité ont été particulièrement scrutées.
Leurs résultats ont permis de proposer un scénario pour la formation des différentes couches qui composent la planète.
La cristallisation de l'océan de magma riche en carbone aurait ainsi dans un premier temps conduit à la formation d'une croûte riche en graphite et d'un manteau silicaté surmontant un important noyau de ferfer liquideliquide lui aussi riche en carbone. Petit à petit, un noyau interne solidesolide aurait commencé à se former. Or le processus de cristallisation de la graine provoque le « rejet » (on parle d'exsolution) du carbone, qui se serait retrouvé concentré dans la partie liquide externe du noyau. Sous les conditions de hautes pressions-température, ce carbone aurait alors cristallisé sous forme de diamants.
Ces cristaux seraient alors remontés par flottaison jusqu'à l'interface noyau-manteau, y formant au fil du temps un niveau épais de 15 à 18 km !
Même s'il est envisageable que les diamants se soient formés au sein de l'océan de magma avant de couler jusqu'à l'interface noyau-manteau, cette solution est pour les chercheurs moins crédible.
Une explication au puissant champ magnétique de Mercure
Le scénario présenté dans cette étude pourrait aider à mieux comprendre les caractéristiques du champ magnétique de Mercure, anormalement puissant pour la taille de la planète. Les diamants possèdent en effet une forte conductivité thermiqueconductivité thermique, et la présence d'un épais niveau de diamants aide donc à transférer la chaleurchaleur du noyau vers le manteau. Ce processus entraîne une stratificationstratification thermique du noyau liquide et donc des mouvementsmouvements de convectionconvection, qui sont, comme sur Terre, à l'origine d'un puissant champ magnétiquechamp magnétique.
