Моделирование показывает, что ядро Земли хранит водород, эквивалентный 45 океанам воды.
Недавнее научное открытие обещает пересмотреть понимание внутреннего состава нашей планеты и происхождения летучих элементов, поддерживающих жизнь. Исследователи определили, что в ядре Земли может находиться огромный резервуар водорода, оценочный объем которого варьируется от девяти до 45 раз больше, чем количество воды, обнаруженное во всех поверхностных океанах Земли вместе взятых. Вывод сделан на основе продвинутых экспериментов, которые моделировали экстремальные условия давления и температуры, существующие в центре земного шара.
Данные показывают, что водород присутствует не в виде жидкой воды, а скорее растворен в металлических сплавах, составляющих ядро. Подсчитано, что этот элемент составляет от 0,07% до 0,36% от общей массы центрального региона планеты. Эта концентрация, хотя и кажется небольшой в процентном отношении, в планетарном масштабе превращается в колоссальное количество материи, что позволяет предположить, что недра Земли гораздо богаче легкими элементами, чем предполагалось предыдущими геологическими моделями.
Джигон Терра на ия ƙунсар хар зува 45x ƙarin водородный газ да dukan tekuna. Эта яна нуна сева синадарин я зо да вури, а локацин халиттар дуния – Живая наукаpic.twitter.com/v2kLRQmMDu
– Научное пространство (@espcientifico)11 Фабраиру, 2026 г.
Исследование подтверждает важную теорию формирования планет, произошедшего около 4,5 миллиардов лет назад. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что вода и водород были включены в состав планеты на ранних стадиях ее формирования, когда Земля еще накапливала массу и дифференцировала свои слои. Это противоречит гипотезе о том, что большая часть воды прибыла бы позже, перенесенная ударами комет и астероидов в период, известный как поздняя бомбардировка.
Моделирование экстремальных условий в лаборатории
Чтобы добиться таких результатов, команда ученых из Школы наук о Земле и космосе использовала камеры высокого давления, чтобы воссоздать враждебную среду ядра Земли. В этих симуляциях было проанализировано поведение водорода и кремния при гигантских сжатиях, подобных тем, которые происходят на глубине тысяч километров. Целью было наблюдать, как эти элементы взаимодействуют с железом, основным компонентом ядра.
Испытания показали, что в этих специфических условиях водород легко растворяется в расплавленном железе и остается «запертым» в полученной минеральной структуре. Этот процесс растворения создает стабильные соединения, которые удерживают элемент глубоко внутри, предотвращая его выход в мантию или кору. Методика позволила рассчитать емкость ядра без необходимости использования прямых физических образцов, которые невозможно получить с помощью современных технологий.
В исследовании использовался сравнительный подход для проверки данных:
– Консервативный сценарий указывает на количество водорода, эквивалентное девяти мировым океанам.
– Сценарий максимального насыщения предполагает объем, соответствующий 45 океанам.
Leia Também
Samsung выпускает новое обновление системы с новыми функциями для пользователей Galaxy Watch 4
Значительная скидка на Galaxy S25 Plus снижает стоимость в интернет-магазине до уровня ниже 4500 реалов.
Слух предполагает, что Nintendo готовит специальное издание Switch 2 с ремейком Ocarina of Time
– Изменение напрямую зависит от доли других легких элементов, например кремния, присутствующих в металлической смеси.
– Конечная плотность, наблюдаемая в ходе моделирования, совпадает с текущими сейсмологическими показаниями ядра Земли.
Влияние на геологическую и магнитную эволюцию
Массовое присутствие водорода в ядре имеет прямые последствия для внутренней динамики планеты и генерации магнитного поля Земли. Внешнее ядро, состоящее из металлов в жидком состоянии, движется, генерируя электрические токи, которые, в свою очередь, создают магнитный щит, защищающий Землю от солнечной радиации. Введение легких элементов, таких как водород, изменяет плотность и вязкость этой жидкости, влияя на эффективность и стабильность этого природного геодинамо.
Более того, конвекционные движения в мантии Земли, ответственные за тектонику плит и вулканизм, получают термический и химический вклад от ядра. На термодинамику недр влияет присутствие водорода, который может способствовать выделению отработанного тепла и поддерживать активность ядра дольше, чем если бы оно состояло только из чистого железа и никеля. Эта динамика подтверждает мнение о том, что цикл воды и летучих веществ на Земле представляет собой интегрированную систему, которая соединяет поверхность с более глубокими слоями.
Многолетние сейсмологические наблюдения уже показали, что ядро Земли немного менее плотное, чем должно быть у сферы из чистого железа. Это явление, известное как «дефицит плотности», заинтриговало геофизиков. Подтверждение того, что водород действует как основной легирующий элемент, предлагает элегантное решение этой загадки, заполняя пробелы в принятых в настоящее время моделях плотности.
Отличия поверхностных и глубоких резервуаров
Важно отличать природу водорода, находящегося на поверхности, от водорода, хранящегося в ядре. В океанах водород связан с кислородом, образуя молекулы воды (H2O) в жидком состоянии. В ядре он существует в металлическом состоянии или растворен в минералах под давлением, превышающим миллионы атмосфер. Это не судоходный подземный океан, а атомный резерв, интегрированный в скалистую и металлическую матрицу.
Ученые сравнивают это открытие с другими известными резервуарами в мантии, где такие минералы, как рингвудит, обладают способностью удерживать воду в своей кристаллической структуре. Однако потенциальный объем ядра намного превышает эти запасы мантии, закрепляя центральный регион как крупнейшее месторождение водорода на планете. Будущие исследования будут направлены на уточнение этих оценок с использованием новых методов сейсмологии для более точного картирования аномалий плотности.
Проверка этой модели «Влажной Земли» с момента ее формирования меняет взгляд на обитаемость планеты. Если вода является ингредиентом, который интегрируется в ядро во время формирования каменистых планет, вполне возможно, что экзопланеты в других солнечных системах также обладают огромными внутренними запасами водорода, который может повлиять на их атмосферу и потенциал существования жизни на протяжении миллиардов геологических лет.
