Ймовірно, більша його частина зберігається в ядрі.
Дослідники повідомили, що ядро Землі містить у 45 разів більше водню, ніж усі океани. Це робить його найбільшим сховищем водню на планеті, як зазначає Live Science.
На думку вчених, така значна кількість водню потрапила в ядро під час його формування приблизно 4,5 мільярда років тому, а не була принесена кометами, які впали на Землю пізніше.
“Те, що водень на Землі, включаючи водень у ядрі, був доставлений під час формування планети, є загальноприйнятою гіпотезою. Різниця між дослідниками полягає в тому, коли саме водень був внесений у процес формування Землі”, — зазначив провідний автор дослідження Дун’ян Хуан, доцент Школи наук про Землю і космос Пекінського університету в Китаї.
Дискусія про походження водню триває вже десятиліття. Вона залишається актуальною, оскільки визначити кількість водню в ядрі є складним завданням. Водень — найменший елемент у Всесвіті, тому більшість методів не здатні забезпечити достатню роздільну здатність для його точного виявлення в умовах високого тиску і температури, характерних для ядра Землі.
Проте оцінка кількості водню, що міститься в ядрі, є важливою для розуміння того, як водень потрапив туди. У попередніх дослідженнях для оцінки водню в ядрі Землі використовувався метод рентгенівської дифракції. Цей метод дозволяє кількісно визначити мінерали та інші компоненти в матеріалі, аналізуючи, як цей матеріал розсіює рентгенівські промені. Оскільки ядро Землі майже повністю складається із заліза, вчені додали водень до зразка заліза в лабораторії і виміряли розширення його кристалічної структури, щоб розрахувати, скільки водню може бути в ядрі.
Недоліком рентгенівської дифракції в даному випадку є те, що вона базується на кількох важливих припущеннях. По-перше, передбачається, що дослідники мають точне уявлення про кристалічну структуру заліза і про його поведінку в певних умовах. По-друге, вважається, що кремній і кисень, присутні в ядрі, не змінюють кристалічну структуру під час розчинення в залізі — що, як виявилося, відбувається.
У новому дослідженні вчені застосували альтернативний метод, відомий як атомно-зондова томографія. Ця техніка дозволяє “отримати тривимірне нанорозмірне картування складу всіх елементів періодичної таблиці” та “ідеально підходить для зразків, що перебувають під високим тиском”, — зазначив Хуан.
Під час дослідження вчені змоделювали умови, які, ймовірно, існували під час формування ядра Землі, і використовували атомно-зондову томографію. Вони виявили, що водень, кисень і кремній одночасно розчиняються в кристалічних структурах заліза в екстремальних умовах, змінюючи таким чином кристали раніше невідомим чином.
Більше того, під час експерименту в “ядро” з “магми” надійшла однакова кількість водню і кремнію. Таким чином, вчені оцінили, що водень становить від 0,07% до 0,36% маси ядра Землі. Це означає, що в ньому міститься в 45 разів більше водню, ніж в океанах планети.
Якби водень був доставлений кометами вже після формування ядра Землі, основна його частина перебувала б у верхніх шарах. Але те, що ядро є найбільшим резервуаром водню планети, свідчить про те, що він з’явився до того, як Земля повністю сформувалася.
Нещодавно вчені випустили крихітні снаряди залізовуглецевого сплаву з високошвидкісної гармати, продемонструвавши, що дивний частково твердий, частково рідкий стан, який, як вважали, існує всередині ядра Землі, дійсно можливий.