Эксперименты установили, что земное ядро может хранить большое количество водорода, прибывшего от метеоритных ударов миллиарды лет назад. Если бы этот водород не был заключён в ядре, Земля могла бы никогда не сформировать сушу и остаться миром океанов.
Работа опубликована в журнале Nature CommunicationsПроникнуть внутрь Земли невозможно, поэтому ученые строят модели внутренних процессов. Плотность и состав ее ядра определяют по сейсмическим данным. Из железа оно состоит, но оказалось менее плотным, чем ожидали.
Ученые заинтересовались тем, что наряду с железом в ядре Земли находится много легких элементов. Исследователи из Токийского университета впервые изучили поведение воды в экспериментах с металлическим железом и силикатными соединениями, которые точно моделируют реакции металл-силикат (то есть ядро-мантия) при формировании нашей планеты.
В результате взаимодействия воды и железа при экстремальных температурах и давлениях большая часть водорода растворяется в металле. Кислород в процессе реакции переходит в силикатные материалы. Чтобы это обнаружить, в лаборатории пришлось создать условия, которых нет на поверхности Земли. использовалиУстройство для создания давления до 60 гигапаскалей и температуры от 3100 до 4600 кельвинов.
Эксперимент включал металл и водородосодержащий силикат, подобные тем, что найдены в ядре и мантии планеты. Затем исследователи поместили их в среду сверхвысокого давления и провели визуализацию с высоким разрешением методом масс-спектрометрии вторичных ионов.
В результате они выяснилиМетеоритные бомбардировки привезли на Землю большое количество водорода, большая часть которого могла оказаться в ядре. Его объём огромный: по предположениям экспертов, если бы этот водород не оказался в ядре, Земля, возможно, никогда не сформировала сушу и осталась бы полностью покрыта океаном.