Крупнейший на Земле резервуар водорода может скрываться в её ядре

Новое исследование показало, что в ядре Земли содержится до 45 раз больше водорода, чем во всех океанах вместе взятых, что делает его крупнейшим резервуаром этого элемента на планете.

Ученые пришли к выводу, что водород попал в ядро во время формирования планеты около 4,5 миллиарда лет назад, а не был доставлен позже кометами. «Гипотеза о том, что водород оказался в Земле на этапе её формирования, считается общепринятой», — заявил ведущий автор исследования Дунъян Хуанг из Пекинского университета. Разногласия существовали лишь по срокам доставки водорода.

Ранее оценить его количество в глубинах планеты было крайне сложно из-за малых размеров и лёгкости элемента, а также экстремальных условий высокого давления и температуры в ядре. Для исследования ученые применили атомно-зондовую томографию, которая позволяет строить трёхмерные наноразмерные карты состава элементов и подходит для работы с материалами при экстремальных давлениях.

В лаборатории исследователи смоделировали условия формирования ядра: образец железа покрыли гидратированным силикатным стеклом и сжали в алмазной наковальне, создавая давление, аналогичное ядру Земли. Лазеры нагрели объект до 4830 градусов Цельсия. Томография показала, что водород, кремний и кислород одновременно растворяются в кристаллической структуре железа, изменяя её ранее неизвестным образом.

Эксперимент показал, что в «ядро» из «магмы» поступало равное количество водорода и кремния. На основе этого исследователи оценили, что водород составляет от 0,07% до 0,36% массы ядра. Результаты, опубликованные в Nature Communications, подтверждают, что водород в ядре превышает его содержание в океанах в 9–45 раз.

Такое распределение указывает на то, что водород проник в Землю ещё до завершения формирования ядра, а не доставился позже кометами. По словам Хуанга, это первый случай, когда удалось установить механизм попадания водорода в глубины планеты.

Читайте также: