3477
Нове геофізичне дослідження свідчить, що найбільший резервуар водню на Землі може перебувати глибоко в її ядрі, а не в океанах чи атмосфері.
Хоча на поверхні Земля здається бідною на водень, цей елемент широко присутній у складі води. Водночас нові експериментальні дані вказують, що величезна кількість водню може бути хімічно зв’язаною з залізом у ядрі Землі. За оцінками, його там може бути до 45 разів більше, ніж у всіх океанах планети разом.
Дослідження, опубліковане в Nature Communications, очолив геолог Дун’ян Хуанг з Пекінського університету. «Така кількість водню означає, що більша частина земної води була отримана під час ранньої акреції планети, а не доставлена кометами пізніше», — зазначають автори. Це безпосередньо впливає на уявлення про формування Землі.
Оскільки прямий доступ до ядра неможливий, вчені використали алмазну ковадлову комірку для відтворення екстремальних умов. Залізну кульку, занурену в гідратоване силікатне скло, стиснули до 111 гігапаскалів і нагріли до приблизно 5100 Кельвінів. Ці параметри близькі до реальних умов глибокого планетарного ядра.
За таких температур зразок переходив у повністю розплавлений стан. У цій суміші залізо, кремній, кисень і водень вільно взаємодіяли, і система поводилася так, як, імовірно, поводилося раннє розплавлене ядро Землі. Це максимально наближена лабораторна модель ядра, доступна сучасній науці.
Результати показали, що водень легко розчиняється в рідкому залізі та зв’язується з кремнієм і киснем. Оскільки сейсмічні дані вказують, що ядро не є чисто залізним і містить 2–10% кремнію, команда змогла оцінити частку водню. Вона становить 0,07–0,36% маси ядра.
У перерахунку це від 1,35 до 6,75 секстильйона кілограмів водню, що значно перевищує його кількість у Світовому океані. Це означає, що видимі водні ресурси можуть бути лише невеликою частиною загального водневого бюджету планети.
Розуміння розподілу водню допомагає пояснити походження земної води, еволюцію магнітного поля Землі та довготривалі процеси внутрішньої циркуляції речовини. Якщо водень і кисень можуть мігрувати між мантією та ядром, вода може бути набагато глибше інтегрована в планету, ніж вважалося раніше.
Якщо подібний механізм є універсальним, то інші кам’янисті планети, які здаються сухими ззовні, також можуть приховувати значні запаси води глибоко під поверхнею. Це відкриває нові перспективи для планетології та пошуків придатних для життя світів.
В ядрі Землі може зберігатися найбільший запас водню з’явилася спочатку на Цікавості.
