最新研究表明，地核的氢含量可能相当于 45 个海洋
科学家估计，地核蕴藏着地球上最大的氢储层，其储量相当于 9 至 45 个海洋。这一结论来自模拟地球中心极端压力和温度条件的实验。氢占原子核总质量的 0.07% 至 0.36%。这一发现强化了这样一种观点，即水在大约 45 亿年前地球最初形成时就被融入其中，而不是主要通过彗星或小行星撞击到达。
北京大学地球与空间科学学院的研究人员进行了这项研究，并将其发表在《自然通讯》杂志上。他们在实验室模拟中分析了氢和硅的输入，重现了核心环境。结果表明，该元素溶解在主要的铁中并保留在矿物结构中。这种内部储量远远超过了表面海洋中存在的氢。
- 计算出的最小值相当于九大洋的氢。
- 最大可达 45 个大洋，具体取决于所含元素的确切比例。
- 该比例占核总质量的0.07%至0.36%不等。
- 这使得核心成为地球上主要的氢储存库。
水的起源与行星的形成有关
地核中大量存在的氢表明，自吸积早期以来，地球保留了大部分这种元素。与原始富氢陨石的比较表明，如果不存在这种深层水储备，地球的地表水将会“贫乏”。科学家指出，由于极压屏障，氢不易迁移到地表。
这种早期的结合改变了陆地水循环的模型。水不会太依赖于延迟的外部交付。该研究强调，氢是 H2O 分子的基础，并影响数十亿年来的内部过程。
地球核心的氢含量比所有海洋的氢含量多 45 倍。这表明该元素在行星形成过程中很早就到达了 – 生命科学pic.twitter.com/v2kLRQmMDu
— 科学空间 (@espcientifico)2026 年 2 月 11 日
实验模拟核心条件
实验室再现了与地核相当的压力和温度，以观察氢的行为。在这些模拟中，该元素与铁和其他成分结合，形成稳定的化合物。研究人员测量了保留的量与熔融相中释放的量的比较。
这些替代测试提供了极端条件下氢在金属中溶解度的一致数据。该方法允许在不直接访问核心的情况下估算体积。结果表明，储层仍然无法进入，但可以通过间接模型进行测量。
对理解陆地演化的影响
深层氢通过影响外核中流体运动产生的磁场来影响地核的密度和成分。该元素含量的变化可以在地质尺度上调节大气对太阳辐射的保护。这一发现将内部化学与表面观察到的现象联系起来。
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地幔中的对流运动受到氢等挥发性元素的间接贡献。这种动态支撑着板块构造和废热的释放。该水库强化了包括地球深层在内的全球水文系统的愿景。
与已知油藏的比较
表层海洋含有液态水形式的氢，但海洋核心的体积超过这个体积数倍。该储量并不是以液态水的形式出现，而是在巨大的压力下融入了矿物质。科学家们将这一发现与中间层的沉积物进行了比较，例如地幔，其中的矿物如尖伍德石保留了水分。
这种差异凸显了原子核作为氢储存的独特隔间。未来的研究试图通过新的地震波模拟和分析来完善估计。
未来研究的展望
高压技术的进步将继续绘制地球内部的化学相互作用图。通过地震学和计算机建模进行的间接观测将有助于确认确切的体积。这项研究为研究其他岩石行星上的类似水库开辟了途径。
Pesquisadores planejam integrar esses dados com modelos de formação planetária. A compreensão aprimorada da distribuição de hidrogênio contribui para teorias sobre habitabilidade em exoplanetas.
核成分详情
内核主要是固态铁，而外核是流体。在这些条件下，氢优先溶解在金属相中。估计的比例根据初始行星分化过程中硅的含量而变化。
科学家指出，与纯铁镍模型相比，氢会略微降低原子核的密度。这种差异解释了最近的地球物理观测结果。
