A Föld felszínének mintegy 70 százalékát víz borítja, amely az atomok számát tekintve nagyrészt hidrogénből áll. A Peking Egyetem kutatóinak legújabb vizsgálata szerint ez azonban csak egy kis része a bolygó teljes hidrogénkészletének: a Föld magjában ugyanis a becslések szerint akár 45-ször több hidrogén lehet, mint amennyi az óceánokban található – írja a Science Alert.
Dongyang Huang, a tanulmány vezető szerzője szerint ez arra utal, hogy a Föld vízkészletének nagy részét a bolygó kialakulása során szerezte be, nem pedig később, üstökösbecsapódások révén, amelyek vizet hagytak a bolygó felszínén – mint ahogy azt korábban sokan feltételezték.
Hogyan zajlott a kísérlet?
Több mint 4,6 milliárd évvel ezelőtt a Nap körüli gáz- és porkorong anyagából fokozatosan kialakult a Föld, amelynek belsejében az anyagok sűrűség szerint különültek el. Ennek eredményeként fokozatosan létrejött a Föld ma ismert szerkezete: a vasban és nikkelben gazdag mag, valamint a köpeny és a kéreg. A hidrogén eredetének és eloszlásának tanulmányozása kulcsfontosságú a bolygóképződés és a földi élet evolúciójának megértéséhez. Ez azonban szakértők szerint csak akkor tud bejutni a magot alkotó fémes folyadékba, ha az már a Föld főbb növekedési fázisaiban is rendelkezésre állt, és részt vett a magképződésben.
Most azonban a kínai kutatók végrehajtottak egy kísérletet, amely realisztikus modellnek tekinthető. Egy gyémántüllőcella segítségével egy hidratált szilikátüvegbe zárt kis vasgolyót 111 gigapascal nyomásra préseltek, és körülbelül 5100 kelvin hőmérsékletre melegítettek. A Föld magjában az alsó nyomáshatár körülbelül 136 gigapascal, hőmérséklete pedig nagyjából 5000 és 6000 kelvin közötti. Bár a kísérlet során elért nyomás kissé elmarad a magban uralkodó nyomástól, elég közeli érték ahhoz, hogy reprodukálják, hogyan viselkednek ezek az elemek ilyen szélsőséges környezetben.
Ebben a hőmérsékleti tartományban a minta teljesen cseppfolyóssá vált, az összetevők pedig összekeveredtek. A keverékben a vas, a szilícium, az oxigén és a hidrogén szabadon mozgott, csakúgy, mint ahogy a kutatók szerint a Föld korai olvadt magja viselkedett. Az eredmények azt mutatták, hogy a hidrogén könnyen keveredett a vassal, és onnan kapcsolódott a keverékben lévő oxigénhez és szilíciumhoz. Amikor bolygónk magja több milliárd évvel ezelőtt kialakult, a hidrogén ugyanígy megkötődhetett, közölték a kutatók.
A kutatás tehát arra utal, hogy: bár a bolygó kívülről hidrogénben szegénynek tűnik, a látható hidrogén a Föld teljes készletének csupán egy kis részét teheti ki, írja a CNN. A magban megkötött hidrogén mennyiségének megértése segít a tudósoknak rekonstruálni a víz földi eredetét, valamint azt, hogy hogyan tárolódott és hasznosult újra több milliárd éven keresztül. Amennyiben a hidrogén és az oxigén idővel be és ki tud jutni a magba, akkor a víz sokkal mélyebben ágyazódhat be a bolygóba, mint azt a felszíni óceánok önmagukban sugallják. Amennyiben ez a folyamat gyakorinak bizonyul, az azt jelentheti, hogy más bolygók – még azok is, amelyek messziről száraznak tűnnek – szintén rejtett vizet rejthetnek a felszínük mélyén.
