Вчені заявили, що найбільший запас природної енергії може бути прихований у ядрі Землі

Найбільший запас водню на Землі може бути прихований не в океанах, а глибоко в ядрі планети. Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Com­mu­ni­ca­tions, показало: металічне ядро здатне утримувати до 45 разів більше водню, ніж міститься у всій воді на поверхні. Це відкриття змінює уявлення про походження земної води та ранні етапи формування планети.

Водень є найпоширенішим елементом у Всесвіті, але на Землі він переважно існує у складі води, зв’язаний із киснем. Автори роботи припускають, що під час раннього розплавленого етапу розвитку планети водень міг вбудовуватися безпосередньо в ядро, коли воно формувалося під корою та мантією.

Щоб перевірити цю гіпотезу, команда під керівництвом Дон’яна Хуана з Пекінського університету відтворила умови, близькі до тих, що панують у ядрі Землі. У лабораторії вони використали алмазну ковадлову камеру, стискаючи залізну кульку з гідратованим силікатним склом до тиску 111 гігапаскалів і нагріваючи до 5100 кельвінів. Це значення майже відповідає умовам на глибині ядра, де тиск сягає понад 136 гігапаскалів, а температура — 5000–6000 кельвінів.

За таких параметрів матеріали розплавлялися, і залізо, кремній, кисень та водень змішувалися. Експерименти показали, що водень легко розчиняється в розплавленому залізі та утворює зв’язки з іншими елементами. Водночас розподіл водню між фазами зростав зі збільшенням тиску, що узгоджується з умовами, характерними для ядра.

Аналіз атомним зондом, що показує водородні сполуки на межі розділу залізо-силікат. Джерело: Nature Com­munca­tions

На основі сейсмічних даних і результатів експериментів дослідники підрахували, що водень може становити від 0,07 до 0,36% маси ядра — це близько 1,35–6,75 секстильйона кілограмів. Для порівняння, океани містять приблизно 150 квінтильйонів кілограмів водню. Таким чином, потенційний запас у ядрі дорівнює 9–45 обсягам океанічного. Автори наголошують: такий рівень водню свідчить, що більшість земної води могла сформуватися ще на ранніх етапах акреції планети, а не бути принесеною кометами пізніше.