Země ukládá obrovské množství vodíku – mnohem více, než se dříve myslelo – hluboko ve svém jádru. Nová studie ukazuje, že jádro obsahuje až 45krát více vodíku než všechny oceány dohromady, čímž se vyřešila dlouhodobá debata o tom, jak se tento základní prvek dostal na naši planetu. Tento objev je víc než jen čísla, nově definuje naše chápání formování Země a mechanismů dodávání klíčových prvků.
Dlouholetý spor
Po celá desetiletí vědci debatovali o tom, kdy vodík dosáhl Země. Bylo doručeno v rané fázi formování planety nebo později v důsledku dopadů komet? Obtíž spočívá v měření vodíku hluboko uvnitř Země. Je to nejmenší prvek, takže jeho přesná detekce při extrémním tlaku a teplotě je téměř nemožná.
Nový přístup: atomová sondová tomografie
Předchozí hodnocení se spoléhala na rentgenovou difrakci, která zahrnuje analýzu toho, jak materiály rozptylují rentgenové záření, aby se kvantifikovalo jejich složení. Tato metoda však učinila kritické předpoklady o krystalových strukturách železa a chování dalších prvků jádra, jako je křemík a kyslík. Nová studie překonává tato omezení použitím tomografie s atomovou sondou. Tato špičková technika vytváří trojrozměrné nanomapy elementárního složení i za extrémních podmínek.
Aby vědci simulovali formování jádra, vmáčkli vzorek kovového železa mezi dva diamanty, aby vytvořili obrovský tlak, a poté jej zahřáli na téměř 5000 °C (8730 °F). Atomová sondová tomografie ukázala, že vodík, kyslík a křemík se rozpouštějí v krystalech železa současně a mění jejich strukturu způsoby, které byly dříve neznámé.
Klíčové věci: brzký příchod vodíku
Výsledky ukazují, že vodík tvoří 0,07 %–0,36 % hmotnosti zemského jádra. Tato koncentrace naznačuje, že vodík byl zabudován během počátečního formování planety, spíše než byl přidán později kometami. Pokud by hlavním zdrojem byly komety, vodík by se koncentroval spíše v povrchnějších vrstvách než v jádře. Jde o první studii, která přesně určila mechanismus, kterým vodík vstupuje do zemského jádra.
“Poprvé byl identifikován mechanismus vstupu vodíku do jádra,” říká hlavní autor Dongyan Huang.
Tento objev není pouze akademický. Pochopení toho, jak vodík skončil v zemském jádru, by mohlo poskytnout pohled na vývoj planet, rozložení prvků na jiných kamenných planetách a dokonce i na podmínky nezbytné pro vznik života. Zemské jádro zůstává hranicí objevování a tento výzkum znamená významný krok vpřed při odhalování jeho tajemství.
