Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Erdkern möglicherweise so viel Wasserstoff enthält wie 45 Ozeane Wasser, was darauf hindeutet, dass das Wasser unseres Planeten während seiner Entstehung und nicht durch spätere Einschläge entstanden ist. Diese Entdeckung verändert unser Verständnis der Frühgeschichte der Erde und der Ursprünge ihrer lebenserhaltenden Umwelt grundlegend.
Wie Wissenschaftler die Geheimnisse des Kerns entschlüsselten
Seit Jahrzehnten diskutieren Wissenschaftler darüber, ob das Wasser der Erde von Asteroiden oder Kometen stammt. Der Kern, der hauptsächlich aus Eisen besteht, ist nicht dicht genug, um ausschließlich aus Eisen zu bestehen – was bedeutet, dass leichtere Elemente vorhanden sein müssen. Eine direkte Messung dieser Elemente ist nicht möglich, daher verlassen sich die Forscher auf extreme Simulationen: Sie quetschen Materialien zwischen Diamantambossen bei Tausenden von Grad Celsius und einem enormen Druck, um die Bedingungen im Kern nachzuahmen.
Da Wasserstoff leicht ist, ist er in diesen Experimenten schwer zu messen. es diffundiert leicht. Die neue Studie unter der Leitung von Dongyang Huang an der Peking-Universität meisterte diese Herausforderung durch die präzise Isolierung von Wasserstoff in Eisen und wasserhaltigem Silikatglas. Indem das Team die Proben mit einem Ionenstrahl beschoss, um einzelne Atome zu analysieren, stellte es fest, dass Wasserstoff 0,07–0,36 % des Kerngewichts ausmacht.
Was das für die Entstehung der Erde bedeutet
Dieser Wasserstoffgehalt deutet darauf hin, dass sich die Erde in einer gasreichen Scheibe gebildet hat, in der es reichlich Wasserstoff gab. Wenn dies zutrifft, wurde das Wasser nicht später geliefert, sondern war von Anfang an vorhanden. „Es verändert wirklich die Art und Weise, wie wir darüber denken, woher unser Wasser kommt“, sagt Hilke Schlichting, eine Planetenforscherin, die nicht an der Studie beteiligt ist.
Das Vorhandensein von Wasserstoff erklärt auch das Magnetfeld des Planeten. Als der Kern abkühlte und kristallisierte, wurden Konvektionsströme erzeugt, die einen Geodynamo antreiben, der die Erde vor schädlicher Sonnenstrahlung schützt. Dieses Magnetfeld ist entscheidend für die Aufrechterhaltung einer bewohnbaren Umwelt.
Die Auswirkungen von Wasserstoff im Kern
Die Existenz von so viel Wasserstoff im Kern beweist, dass Wasser von Anfang an vorhanden war und nicht durch spätere schwere Bombardierungen zugeführt wurde. Dies stützt die Idee, dass die Erde schon immer ein wasserreicher Planet war. Die Arbeit des Teams zeigt auch, dass das für das Leben lebenswichtige Erdmagnetfeld durch Konvektionsströme angetrieben wird, die von diesen frühen Elementen angetrieben werden.
Die neue Studie bestätigt, dass der Wasserkreislauf der Erde seit mindestens 4,5 Milliarden Jahren in Betrieb ist, seit sich der Erdkern zu verfestigen begann. Diese Forschung verdeutlicht, wie sich die Erde zu der bewohnbaren Welt entwickelte, die wir heute kennen.
