Учёные обнаружили в ядре Земли водород, способный образовать до 45 океанов
Исследователи определили наличие значительных запасов водорода в центральной части планеты; его количество может превратиться в 9‑45 земных океанов при реакции с кислородом.
Команда учёных под руководством профессора Доньяна Хуана сообщила о наличии в ядре Земли существенного количества водорода. По результатам экспериментов, массовая доля этого лёгкого элемента составляет от 0,07 до 0,36 %, что эквивалентно объёму от девяти до сорока пяти океанов.
Экспериментальные условия
Прямой отбор образцов из планетарного ядра невозможен, поэтому исследователи воспроизводили его свойства в лаборатории. Было использовано экстремальное давление — 111 гигапаскалей, что соответствует границе между мантией и ядром, а также температура — 4800 °C. Образцы железа и силикатного стекла, богатого водородом, помещали между алмазными наковальнями и нагревали мощными лазерами.
После охлаждения образцов проводилась атомарная томография: учёные снимали отдельные атомы, создавая трёхмерную карту наноструктуры. Анализ показал, что соотношение кремния к водороду в образцах приближённо 1:1.
Полученные результаты
Исходя из известного содержания кремния в ядре, учёные рассчитали массовую долю водорода от 0,07 % до 0,36 %. При полном окислении этот водород мог бы образовать от 9 до 45 океанов воды. Такие оценки существенно меняют представления о происхождении планетарных запасов воды.
- Массовая доля водорода: 0,07 %–0,36 % от массы ядра.
- Эквивалент воды: 9–45 земных океанов.
- Условия эксперимента: 4800 °C, 111 ГПа, лазерный нагрев, алмазные наковальни.
Научные и исторические последствия
Если водород действительно погрузился в ядро в ранних стадиях формирования Земли, это указывает на наличие воды в планете с её самого рождения, а не только после поздних «кометных» доставок. Таким образом, роль ледяных комет в доставке воды может быть менее значительной, чем предполагалось ранее.
Авторы подчёркивают, что полученные цифры являются оценками, основанными на экспериментах с образцами размером в миллиметры, а не на прямых измерениях всего ядра, которое имеет радиус более 3500 км. Для окончательной верификации гипотезы потребуются дополнительные исследования.