Nowe badania pokazują, że jądro Ziemi zawiera zdumiewającą ilość wodoru, potencjalnie 45 razy większą niż całkowita ilość znajdująca się we wszystkich oceanach planety. Choć niedostępne, odkrycie to dostarcza ważnych wskazówek na temat powstawania Ziemi, jej pola magnetycznego i pochodzenia wody.
Ukryte miejsce do przechowywania
Przez dziesięciolecia naukowcy spekulowali na temat obecności wodoru uwięzionego w jądrze Ziemi, ale określenie jego ilości pozostawało nieuchwytne. W badaniu prowadzonym przez Dongyanga Huanga z Uniwersytetu w Pekinie wykorzystano eksperymenty wysokociśnieniowe do symulacji warunków panujących w rdzeniu. Kompresując próbki żelaza za pomocą uwodnionego szkła krzemianowego pod ekstremalnym ciśnieniem (do 111 gigapaskali) i temperaturą (około 5100 kelwinów), naukowcy zaobserwowali, jak wodór łatwo wiąże się z żelazem, krzemem i tlenem.
To zachowanie sugeruje, że wodór mógł zostać uwięziony w jądrze podczas wczesnego formowania się Ziemi. Dane sejsmiczne wskazują już, że rdzeń nie jest czystym żelazem i zawiera około 2–10% krzemu. Na podstawie tych danych zespół obliczył, że 0,07–0,36% masy jądra stanowi wodór, co odpowiada 1,35–6,75 sekstylionów kilogramów.
Dlaczego to jest ważne
Ta ogromna podaż wodoru podważa wcześniejsze założenia dotyczące pochodzenia wody na Ziemi. Panująca teoria sugeruje, że większość wody na Ziemię przybyła wraz z kometami w późnych stadiach rozwoju planety. Jeśli jednak jądro zawiera tak dużo wodoru, oznacza to, że znaczna część wody ziemskiej mogła być obecna od najwcześniejszych etapów akrecji planety, a nie została sprowadzona później.
„Taka ilość wymagałaby, aby Ziemia pozyskiwała większość wody podczas głównych etapów akrecji planet, a nie przez komety w okresie późnej addycji”.
Konsekwencje wykraczają poza Ziemię. Jeśli proces ten będzie powszechny, inne planety skaliste, które wcześniej uważano za suche, mogą posiadać ukryte rezerwy wody głęboko pod swoją powierzchnią. Zrozumienie tych głębokich zbiorników może zasadniczo zmienić sposób, w jaki oceniamy możliwość zamieszkania na planetach.
Ograniczenia eksperymentalne i przyszłe badania
Chociaż eksperymenty nie odtwarzają doskonale warunków panujących w rdzeniu (rzeczywiste ciśnienie w rdzeniu wynosi około 136 gigapaskali), zapewniają one jak dotąd najbliższe przybliżenie. Badanie podkreśla ograniczenia bezpośredniego badania jądra, polegającego zamiast tego na symulacjach i obliczeniach.
Pomimo tych ograniczeń badanie dostarcza przekonujących dowodów na to, że rezerwy wodoru na Ziemi są znacznie większe, niż wcześniej sądzono. Konieczne są dalsze badania, aby udoskonalić te obliczenia i zbadać, w jaki sposób wodór przemieszcza się po planecie w geologicznych skalach czasu.
Podsumowując, jądro Ziemi może być największym zbiornikiem wodoru na planecie, zawierającym ilość przewyższającą całą ilość wód powierzchniowych. Odkrycie to nie tylko zmienia nasze rozumienie historii Ziemi, ale także sugeruje, że ukryta woda może występować częściej na planetach skalistych, niż wcześniej sądzono.
