Новые исследования показывают, что ядро Земли содержит поразительное количество водорода, потенциально превышающее общее количество, найденное во всех океанах планеты, в 45 раз. Несмотря на недоступность, это открытие предоставляет важные подсказки о формировании Земли, её магнитном поле и происхождении её воды.
Скрытое Хранилище
Десятилетиями учёные предполагали о наличии водорода, запертого в ядре Земли, но определение его количества оставалось неуловимым. Исследование, возглавленное Дунъяном Хуаном из Пекинского университета, использовало высоконапорные эксперименты для имитации условий в ядре. Сжимая образцы железа с гидратированным силикатным стеклом под экстремальным давлением (до 111 гигапаскалей) и температурой (около 5100 кельвинов), исследователи наблюдали, как водород легко связывается с железом, кремнием и кислородом.
Это поведение предполагает, что в процессе раннего формирования Земли водород мог быть заперт внутри ядра. Сейсмические данные уже указывают на то, что ядро не является чистым железом, содержа около 2–10% кремния. Основываясь на этих данных, команда рассчитала, что 0,07–0,36% массы ядра составляет водород, что эквивалентно 1,35–6,75 секстиллионам килограммов.
Почему Это Важно
Этот огромный запас водорода бросает вызов предыдущим предположениям о происхождении воды на Земле. Преобладающая теория предполагает, что большая часть воды на Земле прибыла с кометами в поздних стадиях развития планеты. Однако, если ядро содержит столько водорода, это подразумевает, что значительная часть воды на Земле могла присутствовать с самых ранних этапов аккреции планеты, а не быть доставленной позже.
«Такое количество потребует от Земли получения большей части своей воды на главных этапах планетарной аккреции, а не посредством комет в период поздних добавлений».
Последствия выходят за рамки Земли. Если этот процесс распространён, другие каменистые планеты, ранее считавшиеся сухими, могут иметь скрытые запасы воды глубоко под их поверхностью. Понимание этих глубоких резервуаров может коренным образом изменить то, как мы оцениваем обитаемость планет.
Экспериментальные Ограничения и Будущие Исследования
Хотя эксперименты не идеально воспроизводят условия в ядре (фактическое давление в ядре составляет около 136 гигапаскалей), они обеспечивают наиболее близкую возможную аппроксимацию на данный момент. Исследование подчёркивает ограничения изучения ядра напрямую, полагаясь вместо этого на моделирование и вычисления.
Несмотря на эти ограничения, исследование предоставляет убедительные доказательства того, что запасы водорода на Земле намного больше, чем предполагалось ранее. Необходимы дальнейшие исследования для уточнения этих расчетов и изучения того, как водород перемещается внутри планеты в геологических масштабах времени.
В заключение, ядро Земли может быть крупнейшим хранилищем водорода на планете, содержащее количество, которое превосходит все её поверхностные воды. Это открытие не только меняет наше понимание истории Земли, но и предполагает, что скрытая вода может быть более распространённой на каменистых планетах, чем считалось ранее.
