Глибоко у своєму ядрі Земля зберігає величезну кількість водню — набагато більше, ніж вважалося раніше. Нове дослідження показує, що ядро містить у 45 разів більше водню, ніж усі океани разом узяті, що вирішує давні дебати про те, як цей важливий елемент потрапив на нашу планету. Це відкриття — це більше, ніж просто цифри, воно переосмислює наше розуміння формування Землі та механізмів доставки ключових елементів.
Давня суперечка
Десятиліттями вчені сперечалися, коли водень досяг Землі. Це було доставлено на початку формування планети чи пізніше, в результаті зіткнення комети? Складність полягає у вимірюванні водню глибоко всередині Землі. Це найменший елемент, що робить його точне виявлення за екстремального тиску та температури майже неможливим.
Новий підхід: атомно-зондова томографія
Попередні оцінки спиралися на рентгенівську дифракцію, яка передбачає аналіз того, як матеріали розсіюють рентгенівські промені, щоб кількісно визначити їх склад. Однак цей метод зробив критичні припущення щодо кристалічної структури заліза та поведінки інших основних елементів, таких як кремній і кисень. Нове дослідження долає ці обмеження за допомогою атомно-зондової томографії. Ця передова техніка створює тривимірні наномапи елементного складу навіть за екстремальних умов.
Щоб імітувати формування ядра, дослідники стиснули зразок металевого заліза між двома алмазами, щоб створити величезний тиск, а потім нагріли його майже до 5000 °C (8730 °F). Атомно-зондова томографія показала, що водень, кисень і кремній розчиняються в кристалах заліза одночасно, змінюючи їх структуру раніше невідомими способами.
Ключові висновки: раннє надходження водню
Результати показують, що водень становить 0,07%–0,36% маси ядра Землі. Ця концентрація свідчить про те, що водень був включений під час початкового формування планети, а не доданий пізніше кометами. Якби комети були основним джерелом, водень був би зосереджений у більш поверхневих шарах, а не в ядрі. Це перше дослідження, яке точно визначає механізм, за допомогою якого водень проникає в ядро Землі.
«Вперше було виявлено механізм проникнення водню в ядро», — говорить провідний автор дослідження Доньян Хуанг.
Це відкриття не тільки академічне. Розуміння того, як водень опинився в ядрі Землі, може дати розуміння еволюції планет, розподілу елементів на інших скелястих планетах і навіть умов, необхідних для появи життя. Ядро Землі залишається межею відкриттів, і це дослідження знаменує значний крок вперед у розкритті його таємниць.
