Водород — самый легкий и распространенный элемент во Вселенной, но оценить его запасы в недрах Земли ученым долго не удавалось. Методы вроде рентгеновской дифракции давали сбои: они опирались на предположения о кристаллической решетке железа и игнорировали влияние кремния с кислородом. Команда Дунъяна Хуанга (Dongyang Huang) применила другую технику — атомно-зондовую томографию, которая позволяет увидеть распределение элементов в наномасштабе. О результатах исследования, опубликованного в Nature Communications, рассказывает Live Science.
Изображение предоставлено: bpawesome/Getty Images
Ученые воссоздали условия древней Земли. Взяли образец железа, покрыли его гидратированным силикатным стеклом – имитацией магмы – и поместили в алмазную наковальню. Два кристалла сжали материал до давлений, сопоставимых с ядерными, и затем лазерами разогрели его до 4830 °C.
В этих экстремальных условиях водород, кислород и кремний одновременно внедрялись в кристаллическую структуру железа, причем водород и кремний поступали из «магмы» в равных пропорциях. Это позволило рассчитать массовую долю водорода в ядре – от 0,07% до 0,36%. Величина кажется незначительной. Но ядро весит почти треть планеты и пересчет показал, что ядро удерживает водорода минимум в 9, максимум в 45 раз больше, чем все океаны Земли вместе взятые.
Это открытие ставит точку в давнем споре. Если бы водород доставили кометы уже после формирования ядра, он остался бы в верхних слоях – мантии и коре. Но гигантский резервуар в самом центре планеты означает, что водород попал туда на этапе образования Земли, когда ядро только формировалось и жадно впитывало элементы из окружающей магмы.
«Мы впервые установили механизм проникновения водорода в ядро», – резюмировал Хуанг.
Читайте далее на сайте
Новое картографирование местности выявило на севере Австралии обширную магнитную аномалию
Астрономы выяснили причины приближения Андромеды и отдаления остальных галактик
Live Science: Физики впервые обратимо превратили сверхтекучую жидкость в сверхтвердое тело
Live Science: В США у многих плотин увеличиваются проблемы, связанные с их старением
Live Science: Исследования показывают - ИИ способен спонтанно развивать свою «личность»