В ядрото на Земята e открито огромно количество водород – хипотезата за кометния произход на водата е под въпрос

Ново проучване предостави експериментални доказателства, че ядрото на нашата планета е най-големият резервоар на водород на Земята. Учените отдавна подозират, че освен желязо ядрото съдържа и леки елементи, които обясняват по-ниската му плътност в сравнение с чистото желязо. Смята се, че водородът е един от основните кандидати за тази роля. Ако това наистина е така, то там има запаси, равни на 45 земни океана.

Експериментът е проведен с помощта на лазерно нагрявани диамантени наковални, които с условна надеждност позволяват да се възпроизведат екстремните условия на земното ядро – налягане до 111 GPa и температура около 5100K (4826,85°C). Железните образци, имитиращи състава на ядрото бяха в контакт с хидратирано силикатно стъкло, еквивалент на първичния магмен океан.

След експериментите пробата е изследвана с помощта на атомна сондова томография за създаване на триизмерни карти на елементния състав в наномащаб. В пробите бяха открити наноструктури със съотношение силиций/водород, близко до 1:1, което позволи на учените да екстраполират съдържанието на водород в ядрото въз основа на известното количество силиций (2-10% от масата). По този начин съдържанието на водород в ядрото би могло да бъде около 0,07-0,36% от масата, което съответства на огромен обем – между 9 и 45 маси вода от всички океани на Земята, взети заедно.

Това откритие има важни последствия за разбирането на произхода на водата на Земята. Ако ядрото съдържа такова количество водород, това означава, че по-голямата част от водорода (и съответно водата) е била уловена от планетата още на етапа на акреция, по време на формирането на ядрото. Това противоречи на хипотезата за късното доставяне на вода от комети или астероиди след формирането на ядрото.

В резултат на това изследването не само уточнява състава на най-дълбокия слой на планетата (до който учените едва ли някога ще стигнат), но и променя представите за ранната еволюция на Земята. Водородът в ядрото може да е постъпил от първичната атмосфера и магматичния океан, а неговото присъствие помага да се обяснят много геохимични и геофизични особености, включително генерирането на магнитно поле и циркулацията на вещества в недрата. Въпреки че остават някои неточности (например, възможно замърсяване на пробите или точността на знанията за количеството силиций в ядрото), към днешна дата работата предоставя най-непосредствените експериментални доказателства за наличието на водород в самото сърце на Земята.