水星是太陽系中最小的行星，由於其黑暗的表面和較高的內核密度，它一直是行星探索中許多謎團的所在。然而，天文學家早就知道它的表面含有大量的石墨（一種碳的形式）。一項新的研究揭示，在水星內核-外函邊界的石墨外殼下方有一層厚厚的鑽石層。

來自中國和比利時的科學家最近在《自然-通訊》（Nature Communications）上發表了一項研究，提出在水星的內核-外幔邊界存在一個鑽石層。研究表明，該層厚度可達18公里（11英里）。這項發現標誌著在了解行星分化過程–行星如何形成獨特的內部層–方面取得了重大進展。

科學家認為，鑽石層是由於水星富含碳的岩漿海洋結晶形成的。隨著行星的冷卻，這些碳在表面形成了石墨地殼。然而，這項研究對石墨是這段時期唯一穩定的碳相這一假設提出了質疑。

“很多年前，我注意到水星極高的碳含量可能具有重大意義，”這項研究的合著者、來自北京高壓科學與技術高等研究中心的林彥浩博士告訴物理網。 “這讓我意識到，水星內部可能發生了一些特別的事情。”

研究人員利用高壓和高溫實驗，結合熱力學建模，重現了水星內部的條件。他們實現了高達7 千兆帕斯卡的壓力水平，從而能夠研究水星礦物的平衡相。

他們確定，水星鐵質內核中硫的存在影響了岩漿海洋的結晶過程。硫降低了液態溫度，促進了鐵核-岩函邊界鑽石層的形成。它也形成了硫化鐵層，影響行星分化過程中的碳含量。

鑽石層的高導熱性影響水星的熱動力學和磁場生成。鑽石層有助於將熱量從內核傳遞到地幔，影響液態外核的溫度梯度和對流，從而影響磁場。

這些發現也對了解其他富碳系外行星系統以及與水星大小和成分相似的陸地行星有影響。在水星上觀測到的過程也可能發生在其他行星上，並可能留下類似的痕跡。研究得出結論，其他陸地行星也可能存在類似的鑽石層，但條件必須完全正確。