La Terra contiene un’enorme quantità di idrogeno – molto più di quanto si pensasse in precedenza – rinchiusa nel profondo del suo nucleo. Un nuovo studio rivela che il nucleo contiene fino a 45 volte più idrogeno di tutti gli oceani messi insieme, risolvendo un dibattito di lunga data su come questo elemento cruciale sia arrivato sul nostro pianeta. Questa scoperta non riguarda solo i numeri; rimodella la nostra comprensione della formazione della Terra e dei meccanismi di consegna degli elementi chiave.
Il dibattito di lunga data
Per decenni, gli scienziati hanno discusso su quando l’idrogeno raggiunse la Terra. È stato trasmesso presto, durante la formazione del pianeta, o più tardi, attraverso gli impatti delle comete? La difficoltà sta nel misurare l’idrogeno nelle profondità della Terra. È l’elemento più piccolo, rendendo quasi impossibile il rilevamento preciso in condizioni di pressione e calore estremi.
Un nuovo approccio: tomografia con sonda atomica
Stime precedenti si basavano sulla diffrazione dei raggi X, che prevede l’analisi del modo in cui i materiali diffondono i raggi X per quantificarne la composizione. Tuttavia, questo metodo ha formulato ipotesi cruciali sulle strutture dei cristalli di ferro e sul comportamento di altri elementi fondamentali come il silicio e l’ossigeno. La nuova ricerca aggira queste limitazioni utilizzando la tomografia con sonda atomica. Questa tecnica avanzata crea mappe 3D su scala nanometrica della composizione elementare, anche in condizioni estreme.
Per simulare la formazione del nucleo, i ricercatori hanno spremuto un campione di ferro tra due diamanti per creare un’enorme pressione, quindi lo hanno riscaldato a quasi 5.000°C (8.730°F). La tomografia con sonda atomica ha rivelato che idrogeno, ossigeno e silicio si dissolvono nei cristalli di ferro simultaneamente, alterandone la struttura in modi precedentemente sconosciuti.
Risultati chiave: l’arrivo anticipato dell’idrogeno
I risultati mostrano che l’idrogeno costituisce dallo 0,07% allo 0,36% del nucleo terrestre in peso. Questa concentrazione suggerisce che l’idrogeno sia stato incorporato durante la formazione iniziale del pianeta, e non aggiunto successivamente dalle comete. Se le comete fossero state la fonte primaria, l’idrogeno sarebbe concentrato negli strati meno profondi, non nel nucleo. Lo studio è il primo a individuare il meccanismo con cui l’idrogeno entra nel nucleo terrestre.
“Questa è la prima volta che viene identificato il meccanismo con cui l’idrogeno entra nel nucleo”, afferma l’autore principale dello studio Dongyang Huang.
Questa scoperta non è solo accademica. Comprendere come l’idrogeno sia finito nel nucleo della Terra potrebbe fornire informazioni sull’evoluzione planetaria, sulla distribuzione degli elementi in altri pianeti rocciosi e persino sulle condizioni necessarie affinché la vita emerga. Il nucleo della Terra rimane una frontiera da scoprire e questo studio segna un significativo passo avanti nello svelarne i segreti.
