一连串的陨石撞击可能将水星表面的一些石墨（如图）变成了钻石。照片：约翰霍普金斯大学应用物理实验室

3 月 10 日，行星科学家凯文·坎农 (Kevin Cannon) 分享了一项发现，即钻石可能散落在水星表面。水星是离太阳最近的行星。行星科学家研究地球以外的行星。坎农在戈尔登的科罗拉多矿业学院工作。他在德克萨斯州的一次科学会议上展示了他的工作。

水星被陨石、彗星和小行星撞击的历史由来已久。这些是在太空中移动的不同类型的岩石。从这颗行星陨石坑的地壳中可以清楚地看出这一点，它显示了许多影响。现在，科学家们认为这些撞击导致了钻石的形成。陨石撞击可能已经将大约三分之一的水星地壳变成了钻石。

高热、压力转换碳

钻石是宝石。它们以在珠宝中闪闪发光而闻名，但它们也是一种非常坚固的材料。

金刚石晶体由碳制成。晶体是一种固体，其中原子以重复模式排列。原子是构成元素的最小物质单位。钻石内的碳原子模式赋予了宝石强度。

在地球上，钻石在地下深处发育，至少向下 93 英里（150 公里）。地下的高温和高压可以通过使碳原子锁定在一起来改变碳。这会将碳转化为钻石。

当液体冷却并开始硬化时，通常会形成晶体。当岩浆或液态岩石缓慢冷却时，就会发生这种情况。钻石形成于地下深处，在火山喷发期间浮出水面。

石墨和钻石由相同的元素碳制成。然而，碳的排列方式在两者中是完全不同的。

从石墨到炫目的宝石

陨石撞击也被认为会形成钻石。Cannon 解释说，这些撞击会产生非常高的热量和压力，也可以将碳转化为钻石。

考虑到这一点，他转向水星的表面。对该表面的调查表明它含有石墨碎片。这是碳的另一种固体形式。石墨是您书写时使用的铅笔中的灰色材料。石墨也是一种晶体，但它的原子排列方式与钻石不同。不同的图案使石墨呈灰色、柔软和光滑。

“我们认为发生的是，当水星刚形成时，它有一个岩浆海洋，”坎农说。“石墨是从岩浆中结晶出来的。” 撞击水星地壳的陨石可能后来将石墨变成了钻石。

Cannon 想知道用这种方法可以制造多少钻石。为了找出答案，他使用了计算机模型。这是一个在计算机上运行的程序，用于创建真实世界事件的模型或模拟。在这种情况下，Cannon 模拟了 45 亿年对石墨外壳的影响。如果水星被涂上 984 英尺（300 米）厚的石墨，那么这种撞击将产生 16 万亿吨钻石。（这是一个 16 后跟 15 个零！）这样的宝库大约是地球估计的钻石库存的 16 倍。

侦察水星的钻石供应

Simone Marchi 是一位未参与过这项研究的行星科学家。他在科罗拉多州博尔德的西南研究所工作。“没有理由怀疑可以以这种方式生产钻石，”Marchi 说。但是有多少钻石可能幸存下来是另一回事。他说，一些宝石很可能被后来的撞击破坏了。

加农同意了。但他认为损失将“非常有限”。那是因为钻石的熔点很高。它超过 7,230 华氏度（4,000 摄氏度）。坎农说，未来的计算机模型将包括钻石重熔。这可以改进水星目前钻石供应的估计规模。

太空任务还可以在水星上寻找钻石。一个机会可能会在 2025 年出现。欧洲和日本的宇宙飞船 BepiColombo 将于当年到达水星。太空探测器可以测量钻石反射的光量。这可以准确地揭示太阳系最小的行星到底有多耀眼。

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