Новые исследования показывают, что ядро Земли может содержать столько же водорода, сколько в 45 океанах воды, что указывает на то, что вода на нашей планете образовалась во время её формирования, а не в результате последующих столкновений. Это открытие фундаментально меняет наше представление о ранней истории Земли и происхождении её среды, поддерживающей жизнь.
Как Учёные Разгадали Тайны Ядра
Десятилетиями учёные спорили о том, пришла ли вода на Землю с астероидов или комет. Ядро, состоящее в основном из железа, недостаточно плотное, чтобы быть только железным – это означает, что там должны присутствовать более лёгкие элементы. Измерить эти элементы напрямую невозможно, поэтому исследователи полагаются на экстремальные симуляции: сжатие материалов между алмазными наковальнями при температуре в тысячи градусов Цельсия и огромном давлении, чтобы имитировать условия в ядре.
Водород, будучи лёгким, трудно измерить в этих экспериментах; он легко рассеивается. Новое исследование, возглавленное Дунъяном Хуаном из Пекинского университета, преодолело эту проблему, точно изолировав водород внутри железа и гидратированного силикатного стекла. Бомбардируя образцы ионным пучком для анализа отдельных атомов, команда определила, что водород составляет 0,07–0,36% веса ядра.
Что Это Означает для Происхождения Земли
Такой уровень водорода указывает на то, что Земля сформировалась в газообогащённом диске, где водород был в изобилии. Если это правда, то вода не была доставлена позже, а присутствовала с самого начала. «Это действительно меняет наше представление о том, откуда берется наша вода», – говорит Хильке Шлихтинг, планетолог, не участвовавшая в исследовании.
Наличие водорода также объясняет магнитное поле планеты. По мере охлаждения и кристаллизации ядра конвекционные потоки приводили бы в движение геодинамо, защищающее Землю от вредного солнечного излучения. Это магнитное поле имеет решающее значение для поддержания пригодной для жизни среды.
Последствия Наличия Водорода в Ядре
Существование такого количества водорода в ядре доказывает, что вода присутствовала с самого начала, а не была доставлена в период поздней тяжёлой бомбардировки. Это подтверждает идею о том, что Земля всегда была богатой водой планетой. Работа команды также показывает, что магнитное поле Земли, необходимое для жизни, поддерживается конвекционными потоками, вызванными этими ранними элементами.
Новое исследование подтверждает, что водный цикл Земли функционирует как минимум 4,5 миллиарда лет, с тех пор как ядро начало затвердевать. Это исследование проясняет, как Земля превратилась в обитаемый мир, который мы знаем сегодня.
