Uit nieuw onderzoek blijkt dat de kern van de aarde een verbazingwekkende hoeveelheid waterstof bevat, die mogelijk de totale hoeveelheid die in alle oceanen van de planeet wordt aangetroffen met een factor 45 overtreft. Hoewel deze ontdekking ontoegankelijk is, levert deze ontdekking cruciale aanwijzingen op over de vorming van de aarde, het magnetische veld en de oorsprong van het water.
Het verborgen reservoir
Decennia lang hebben wetenschappers gespeculeerd over waterstof dat vastzit in de kern van de aarde, maar het bepalen van de hoeveelheid is ongrijpbaar gebleven. Een onderzoek onder leiding van Dongyang Huang van de Universiteit van Peking maakte gebruik van hogedrukexperimenten om kernomstandigheden te simuleren. Door ijzermonsters met gehydrateerd silicaatglas tot extreme drukken (tot 111 gigapascal) en temperaturen (ongeveer 5.100 Kelvin) te persen, observeerden onderzoekers gemakkelijk waterstofbruggen met ijzer, silicium en zuurstof.
Dit gedrag suggereert dat tijdens de vroege vorming van de aarde waterstof in de kern opgesloten zou kunnen zijn geraakt. Seismische gegevens geven al aan dat de kern niet uit puur ijzer bestaat en naar schatting 2 tot 10% silicium bevat. Op basis van deze bevindingen berekende het team dat 0,07 tot 0,36% van de massa van de kern uit waterstof bestaat, wat neerkomt op 1,35 tot 6,75 triljoen kilogram.
Waarom dit belangrijk is
Deze enorme waterstofreserve daagt eerdere aannames over de oorsprong van het water op aarde uit. De heersende theorie suggereert dat veel van het water op aarde via kometen arriveerde tijdens de late ontwikkelingsstadia van de planeet. Als de kern echter zoveel waterstof bevat, betekent dit dat een aanzienlijk deel van het water op aarde mogelijk al aanwezig was vanaf de vroegste aanwas van de planeet, in plaats van dat het later werd afgegeven.
“Een dergelijke hoeveelheid zou vereisen dat de aarde het grootste deel van haar water uit de belangrijkste stadia van de terrestrische aanwas zou halen, in plaats van via kometen tijdens de late toevoeging.”
De implicaties reiken verder dan de aarde. Als dit proces gebruikelijk is, kunnen andere rotsachtige planeten die voorheen als droog werden beschouwd, verborgen waterreserves diep onder hun oppervlak herbergen. Het begrijpen van deze diepe reservoirs zou de manier waarop we de bewoonbaarheid van planeten beoordelen fundamenteel kunnen veranderen.
Experimentele grenzen en toekomstig onderzoek
Hoewel de experimenten de kernomstandigheden niet perfect nabootsen (de werkelijke kerndruk bedraagt ongeveer 136 gigapascal), bieden ze de momenteel mogelijke benadering. Het onderzoek benadrukt de beperkingen van het rechtstreeks bestuderen van de kern, waarbij in plaats daarvan wordt vertrouwd op simulaties en berekeningen.
Ondanks deze beperkingen biedt het onderzoek overtuigend bewijs dat de waterstofvoorraad op aarde veel groter is dan eerder werd geschat. Verder onderzoek is nodig om deze berekeningen te verfijnen en te onderzoeken hoe waterstof zich binnen de planeet beweegt over geologische tijdschalen.
Concluderend kan worden gesteld dat de kern van de aarde misschien wel het grootste waterstofreservoir ter wereld is, met een hoeveelheid die al het oppervlaktewater in de schaduw stelt. Deze bevinding verandert niet alleen ons begrip van de geschiedenis van de aarde, maar suggereert ook dat verborgen water mogelijk vaker voorkomt op rotsachtige planeten dan eerder werd gedacht.
