Vaste oceane de diamant lichid care valuresc sub lumina zgarcita a unei planete pe suprafata carora plutesc „aisberguri” din diamant solid. Un decor SF, desigur, dar care in opinia unor fizicieni americani ar putea chiar exista la hotarele Sistemului Solar. Mai exact, pe suprafata a doua planete gazoase: Uranus si Neptun. Ipoteza lor se sprijina pe o experienta recenta realizata intr-un laborator. Acesti pasionati de planetologie, din cadrul Institutului Tehnologic din Massachusetts, au incercat sa inteleaga cum se comporta diamantul cand e supus la conditii extreme de presiune si temperatura asemanatoare celor care guverneaza planetele uriase. Pentru asta, au supus un diamant unui fascicul laser Omega, cel mai puternic laser din lume.
Infernul din laborator
Acest aparat de 100 metri lungime e compus din 60 de fascicule care pot focaliza o energie de peste 40.000 jouli pe o suprafata mai mica de 1 milimetru in diametru. Undele de soc ale radiatiei laser provocate in diamant duc la o crestere locala a presiunii si temperaturii. Amplificand puterea impulsurilor, cercetatorii au ridicat progresiv nivelul presiunii si al temperaturii. Supuse la 1 milion de atmosfere, cristalele de diamant si-au pastrat structura perfect ordonata, cea care confera acestui mineral duritatea sa extraordinara. In momentul in care presiunea a atins 40 de milioane de bari (pe Terra, la nivelul marii este de 1 bar) intr-o miliardime de secunda diamantul s-a topit!
Nici o faza lichida a acestui mineral nu a fost masurata in laborator. S-a reusit astfel topirea si nu transformarea sa in grafit. S-au supus unei enorme presiuni, mentinand structura cristalina a mineralului pana in momentul in care acesta s-a lichefiat. Calculele termodinamice au indicat faptul ca in momentul in care presiunea ajunge la aproximativ 11 milioane de atmosfere in conditii de temperatura de ordinul a 50.000ºC, se formeaza din ce in ce mai multe bucati de diamante solide. Acestea plutesc la suprafata lichida precum aisbergurile pe mare. Cele doua fenomene au inflamat imaginatia cercetatorilor.
De cativa ani incearca sa reproduca cu ajutorul laserului Omega conditiile dantesti care guverneaza planetele uriase ale Sistemului Solar – Jupiter, Saturn, Uranus sau Neptun. De asta data, conditiile reproduse erau cele de pe Uranus si Neptun care au o chimie mai complexa decat cea a planetelor Jupiter si Saturn. Analiza spectrului lor a demonstrat faptul ca sunt compuse 80% din gheata de apa, amoniac si metan. Dar presiunea care se afla in inima acestor giganti, e atat de mare incat poate disocia moleculele de metan si carbon care iau rapid forma stabila a diamantului.
Ploi de pietre pretioase
Ideea diamantelor uraniene sau neptuniene nu e noua. In 1981, fizicianul american Marvin Ross, a facut publice analize ce indicau faptul ca exista zacaminte fabuloase de diamant in centrul acestor planete, estimandu-se la 10% procentul de carbon pur in masa lor. In strafundurile lor, acest carbon s-ar transforma in diamant. O ipoteza confirmata in 1966 de simularile numerice realizate de diverse echipe de cercetatori americani si italieni.
In 1999, doi cercetatori americani de la Universitatea Berkeley din California, au incercat sa demonstreze ca un bizar fenomen meteorologic s-ar fi produs in atmosfera densa care ascunde uriasele planete albastre. Supunand un esantion de metan la presiuni de cateva sute de mii de atmosfere si la o temperatura de aproximativ 3000ºC, au reusit sa produca prafuri de diamant si picaturi de hidrocarburi. Asta inseamna in opinia lor, ca in atmosfera bogata in metan a planetelor Uranus si Neptun, ar trebui sa cada in mod regulat ploi de pietre pretioase.
Comori fabuloase si atat de inaccesibile
Sonda spatiala Voyager 2 a avut nevoie de 9 ani pentru a se apropia de Uranus, fara sa poata ajunge la comoara lui Aladin. Si asta pentru ca planeta e constituita esentialmente dintr-o atmosfera densa de hidrogen si heliu in care daca ar fi patruns, ar fi fost supusa unor presiuni si temperaturi de milioane de ori mai mari decat cele pe care le cunoastem. Daca un robot construit din materiale speciale care sa reziste la aceste conditii extreme ar patrunde in acest infern ar putea descoperi faimoasele mari peste care se inalta munti de diamant asezati pe un nucleu de silicati de fier, la fel de masiv precum cel al Terrei.
Vibratia planetelor
Speranta cercetatorilor nu vizeaza ipoteza unei explorari robotice pe aceste planete. E mult prea fantezista. Ceea ce si-au propus e sa observe oscilatiile acestora, combinate cu cele ale campului lor gravitational. Asemenea instrumentelor muzicale, planetele vibreaza. Si Pamantul vibreaza multa vreme dupa producerea unui seism, oscilatiile furnizand informatii pretioase legate in special de densitatea materialelor traversate de unde.
Seismologii au masurat astfel sute de frecvente de oscilatii pe Pamant, inclusiv cele armonice care furnizeaza acelasi tip de informatii ca cele pe care le obtine un muzician ascultand sunetele unei orchestre, acesta putand distinge toate instrumentele orchestrei. Seismologul apeleaza la o analiza informatica in locul urechii exersate a muzicianului. In urma cu 20 de ani, astronomii au aplicat aceasta metoda in cazul Soarelui si astfel au putut explora straturile sale interne.
Masurand oscilatiile planetelor uriase, analizand undele acustice care traverseaza atmosfera, cercetatorii urmaresc indiciile existentei in interiorul planetei a unui strat traversat de unde acustice de inalta frecventa. Un „cantec” care sa-i indrume pe urmele unei comori fabuloase.
DORIN MARAN
Comentarii