Gyémánt óceánokban úszó gyémánthegyek lehetnek az Uránuszon és a Neptunuszon. Amerikai kutatók ugyanis földi drágakövek vizsgálatával arra jutottak, hogy a folyékony gyémánt fagyás közben a vízhez hasonlóan működik, azaz a megszilárduló rögök a folyadék tetején úsznak. A két bolygó összetételét és a rajtuk uralkodó nyomás- és hőmérsékletviszonyokat figyelembe véve az új felfedezés megmagyarázhatja a planéták szokatlan viselkedését.

A Nature Physics nevű rangos szaklapban megjelent cikk szerint amerikai kutatók elsőként mérték meg a gyémánt olvadáspontját, és az anyag számos új tulajdonságát is megfigyelték. A vizsgálatok nemcsak a kristály jobb megismerését szolgálják: az Uránusz és a Neptunusz mozgásának szokatlanságára is magyarázattal szolgálhatnak.

"A gyémánt relatíve gyakori anyag a Földön, de az olvadáspontja még soha nem lett megmérve. Nem emelheted csak úgy fel a hőmérsékletet hogy megolvadjon, a magas nyomás is szükséges, ami nagyon megnehezíti a hőmérséklet mérését" mondta el Jon Eggert, a kutatás vezetője.

A gyémánt valóban csak körülményesen vizsgálható magas hőmérsékleten. Először is, oxigén jelenlétében már 400°C-on meggyullad (tehát akár egy öngyújtóval is pillanatok alatt apró füstkarikává változtatható egy drága nyakék). Ezért oxigénmentes környezetben kell hevíteni. Azonban a gyémánt, mint a szén egy kristályosodási formája, magas hőmérsékleten grafittá alakul és így olvad meg. Ezért magas nyomáson is kell tartani a gyémántot a sikerhez. Ez a gyakorlatban 40 millió atmoszférát jelentett a kísérlethez használt 1/10 karátos gyémánton, miközben azt egy lézerrel bombázva hevítették. (Összehasonlításul a Földön, tengerszinten 1 atmoszféra nyomást okoz az emberre nehezedő több kilométeres légoszlop.)

Miután a gyémánt megolvadt, elkezdték hűteni és a nyomást is csökkentették. 11 millió atmoszféránál és 50 ezer foknál aztán elkezdtek szilárd darabok is megjelenni a gyémántban. Ezek azonban ahelyett, hogy lesüllyedtek volna, a felszínen úszkáltak, míg az egész gyémántdarab végül meg nem fagyott. A jelenség azért szokatlan, mert a legtöbb anyag szilárd alakja sűrűbb a folyékonynál, így a megszilárduló részek rendre alulra süllyednek. A víz (és a most megismert gyémánt) a kevés ellenpélda közé tarozik.

A furcsa jelenség naprendszerünk két kisebb gázóriásának működését is jobban megmagyarázhatja. Míg ugyanis Földünkön a forgási és a mágneses pólus nagyjából egybeesik, addig ezek az Uránuszon akár 60 fokkal is eltérhetnek egymástól. Az Uránusz és Neptunusz az eddigi mérések szerint pedig nagyjából 10% szenet tartalmaz, egy jól elhelyezett gyémánt óceán így alaposan megváltoztathatja a mágneses pólusuk helyzetét. A mostani mérések szerint pedig a hőmérséklet- és nyomásviszonyok is adottak a folyékony gyémánt kialakulásához.

Tom Duffy bolygókutató (Princeton egyetem) szerint a gyémánt óceánok ötlete a naprendszer két legkülső bolygóján egyáltalán nem újdonság, még 1981-ből származik. Azonban az új eredmények fényében "ez egyre hihetőbb és hihetőbb". A szakember azonban hozzátette, hogy a két planéta összetételének alaposabb megismerésére van szükség az elmélet igazolásához. Ez pedig valószínüleg nagy kihívás lesz, ugyanis vagy egy szondát kell odaküldeni, vagy pedig a Földön kell neptunuszi körülményeket előállítani. Mindkettő elég körülményes, ezért a biztos válaszig be kell érnünk Földünk saját rekorder kristályaival, amik ugyan gipszkristályok, de azért így is lenyűgözőek.

Forrás:
Discovery News

Melting temperature of diamond at ultrahigh pressure; J.H. Eggert et al; Nature Physics 6, 40–43 (1 January 2010) | doi:10.1038/nphys1438