Представете си всички океани на Земята, които покриват около 70%

Представете си всички океани на Земята, които покриват към 70% от повърхността на планетата и са построени главно от водород. А в този момент умножете това количество по девет.

Според данни от ново проучване, оповестено в списанието Nature Communications, толкоз водород може да се намира в земното ядро – което евентуално го трансформира в най-големия запас на водород на планетата.

И това е по-консервативната оценка. Изчисленията демонстрират, че в ядрото може да има сред 9 и 45 „ океана “ водород. В процентно изражение това значи, че водородът може да съставлява сред 0,36% и 0,7% от общата маса на ядрото.
Какво значи това за произхода на водата на Земята?
Откритието слага под въпрос една от известните хипотези за произхода на водата на Земята – че тя е донесена по-късно от комети и метеорити.

Според водещия създател на проучването Дунян Хуан, доцент в School of Earth and Space Sciences към Peking University, по-голямата част от водорода – а затова и водата – евентуално е била „ заключена “ в ядрото още по време на образуването на планетата.

„ Ядрото би съхранявало по-голямата част от водата през първия милион години от историята на Земята “, изяснява Хуан. По негови думи, след ядрото по наличие на вода се подреждат мантията и кората, до момента в който повърхността – където се намира животът – съдържа минимум.
Как се образува този „ прикрит контейнер “?
Преди повече от 4,6 милиарда години скали, газ и прахуляк към Слънцето се сблъскват и последователно оформят Земята. С времето се образуват ядрото, мантията и кората.

В дълбочина, под голямо налягане, стартира да се върти компактно и горещо железно ядро, формирано главно от желязо и никел. Именно то генерира магнитното поле на Земята – основен щит против галактическата радиация.

„ Водородът може да навлезе в металната течност, формираща ядрото, единствено в случай че е бил разполагаем по време на главните етапи на растежа на Земята “, разяснява Радждийп Дасгупта, професор по Earth systems science в Rice University, който не взе участие в проучването, пред CNN.
Защо до момента не сме знаели това?
Ядрото е недостъпно за непосредствено наблюдаване, а изискванията там – извънредно високо налягане и температура – мъчно се възпроизвеждат в лаборатория.

Освен това водородът е най-лекият и най-малкият химичен детайл, което прави измерването му извънредно мъчно.

По-ниската от предстоящата компактност на ядрото от дълго време подсказва, че там може да има доста количество водород. Предишни оценки обаче варират фрапантно – от 10 елементи на милион до 10 000 елементи на милион, което се равнява на диапазон сред 0,1 и над 120 „ океана “ водород.
Нов способ на атомно равнище
Настоящото проучване употребява друг метод. Учените оформят проби във форма на игла с диаметър към 20 нанометра, подлагат ги на следено високо напрежение и йонизират атомите им един по един.

За да симулират изискванията в ядрото, те разтопяват желязо с лазери в устройство с диамантена наковалня, което възпроизвежда рисковото налягане. След това употребяват способ, наименуван атомна пробна томография (atom probe tomography), който основава триизмерни изображения и мери химичния състав на атомно равнище.

Резултатите демонстрират, че съотношението сред водород и силиций в тези структури е почти 1:1. Като комбинират това с предходни оценки за количеството силиций в ядрото, учените пресмятат нов диапазон за водорода.
Неизбежните въпросителни
Изследователите акцентират, че са нужни спомагателни разбори, защото методът включва допускания за подреждането на атомите и вероятни химични взаимоотношения.

Кей Хиросе от Университета в Токио, който също изследва състава на земното ядро, отбелязва, че част от водорода може да е „ избягала “ по време на декомпресията на пробите – фактор, който не е напълно включен в изчисленията.

Неговите предходни оценки демонстрират дял от 0,2% до 0,6% водород в ядрото – даже по-висок от новата консервативна оценка.

Взаимодействието сред силиций, О2 и водород в ядрото може да дава насоки за метода, по който топлината се придвижва от ядрото към мантията – развой, който стои в основата на образуването на магнитното поле на Земята.

А магнитното поле е извънредно значимо за превръщането на планетата в обитаема среда.

Ако новите измервания бъдат доказани, това би означавало, че водородът е бил доставен и разпределен по време на растежа на Земята. Възможни източници са както първичният газ от протопланетния диск, по този начин и водата от комети и метеорити.

Водородът е главен детайл за живота – дружно с въглерод, азот, О2, сяра и фосфор.

„ Новото проучване сигурно ще повлияе на бъдещите ни модели за образуването на Земята и развиването на живота “, споделя Дасгупта.