Une couche de diamant de 16 km d’épaisseur: des chercheurs de Louvain découvrent une “planète bijou” dans notre système solaire

À force de se concentrer sur Mars, on néglige un peu les autres planètes telluriques de notre système solaire. Comme Mercure, la plus proche du Soleil et la moins massive, avec à peu près un tiers seulement du rayon de la Terre. Un petit caillou ultra-dense, très chaud sur sa face exposée au Soleil et particulièrement glacial là où les rayons de ce dernier ne frappent pas ; forcément stérile, Mercure n’attire pas trop notre attention.

Pourtant, cette planète sait aussi nous surprendre: en utilisant des données de la sonde MESSENGER de la NASA, des scientifiques ont déterminé qu’un manteau de diamant de 16 km d’épaisseur pourrait se trouver sous la croûte de Mercure.

Un diamant qui n’est pas arrivé là par hasard: cela fait longtemps que les scientifiques estiment que Mercure est riche en graphite dans son sous-sol, l’une des formes cristallines de l’élément carbone. Certains imaginent même un océan de magma en fusion et de graphite dans la jeunesse de la planète, disparu depuis, laissant un manteau de carbone sous la surface, tandis que le cristal carboné resurgit en puits à la surface mercurienne.

Sauf que selon une étude de la KU Leuven basée sur les données de MESSENGER, il faut revoir à la hausse les pressions qui s’exercent sous le manteau de Mercure. Et que fait le carbone, quand il est soumis à des pressions énormes pendant des millions d’années? Il se transforme en diamant.

“Nous calculons que, compte tenu de la nouvelle estimation de la pression à la limite manteau-noyau et sachant que Mercure est une planète riche en carbone, le minéral carboné qui se formerait à l’interface entre le manteau et le noyau est le diamant et non le graphite”, résume auprès de Space.com Olivier Namur, professeur associé à la KU Leuven.

Une découverte qui ne se base pas que sur l’observation. L’équipe a soumis un silicate synthétique proche du carbone mercurien à des pressions et à des températures infernales: sept gigapascals et 2.177 °C. Et elle a obtenu du diamant brut.

“Nous pensons que le diamant pourrait avoir été formé par deux processus’, explicite le chercheur. Le premier est la cristallisation de l’océan de magma, mais ce processus a probablement contribué à former seulement une très fine couche de diamant à l’interface noyau/manteau.”

L’autre processus envisage une cristallisation du noyau de métal liquide qu’avait alors la planète, lors de sa formation, il y a 4,5 milliards d’années. “Le noyau liquide avant cristallisation contenait du carbone ; la cristallisation conduit donc à un enrichissement en carbone dans le magma résiduel”, continue Namur. “À un moment donné, un seuil de solubilité est atteint, ce qui signifie que le liquide ne peut plus dissoudre de carbone, et le diamant se forme.” Et le processus peut ainsi se prolonger.

Le diamant est un minéral dense, mais pas autant que le métal. Il a donc fini par remonter, et constituer une couche entre le noyau et la surface, qui s’est épaissie au fur et à mesure des milliards d’années. Jusqu’à atteindre 16 km d’épaisseur aujourd’hui, estiment les Louvanistes.

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