Jordens kerne kan ifølge undersøgelse huse et reservoir af brint svarende til 45 oceaner

En ny videnskabelig opdagelse lover fuldstændigt at omforme forståelsen af ​​den indre sammensætning af vores planet og oprindelsen af ​​flygtige elementer, der er afgørende for liv. Pesquisadores identificerede, at kernen af ​​Terra kan indeholde enorme reservoirer af brint, med et estimeret volumen, der varierer mellem 9 og 45 gange mængden af ​​vand til stede i alle oceanerne på Jordens overflade tilsammen. Konklusionerne blev opnået fra avancerede eksperimenter, der simulerede de ekstreme tryk- og temperaturforhold, der eksisterer i midten af ​​kloden.

Dataene indikerer, at dette brint ikke er i form af flydende vand, men snarere opløst i de metalliske legeringer, der udgør kernen. Estima Dette element repræsenterer 0,07% til 0,36% af den samlede masse af den centrale region af planeten. Essa koncentration, selvom den ser lille ud i procent, udmønter sig i en kolossal mængde stof på planetarisk skala, hvilket tyder på, at det indre af Terra er meget rigere på lette elementer end tidligere foreslåede geologiske modeller.

Undersøgelsen bekræfter en afgørende teori om planetarisk dannelse, der fandt sted for omkring 4,5 milliarder år siden. Beviser tyder på, at vand og brint blev inkorporeret i planeten i de tidlige stadier af dens dannelse, mens Terra stadig akkumulerede masse og differentierede dens lag. Isso modsiger hypotesen om, at det meste af vandet ville være ankommet senere, bragt af nedslag fra kometer og asteroider i perioden kendt som sent bombardement.

Simulering af ekstreme forhold i laboratoriet

For at opnå disse resultater brugte holdet af videnskabsmænd højtrykskamre til at genskabe det fjendtlige miljø i Jordens kerne. I Nessas simuleringer blev brints og siliciums adfærd analyseret, når de blev udsat for gigantiske kompressioner, svarende til dem, der forekommer tusindvis af kilometers dybe. Målet var at observere, hvordan disse elementer interagerer med jern, kernens hovedkomponent.

Testene viste, at brint under disse specifikke forhold har en tendens til let at opløses i støbejernet og forbliver “fanget” i den resulterende mineralske struktur. Esse opløsningsproces skaber stabile forbindelser, der fanger elementet dybt inde og forhindrer det i at undslippe ind i kappen eller skorpen. Metoden gjorde det muligt at beregne kernens lagerkapacitet uden behov for direkte indsamling af fysiske prøver, hvilket er umuligt med den nuværende teknologi.

Forskningen brugte en komparativ tilgang til at validere dataene og etablerede forskellige mætningsscenarier:

– Det konservative scenarie fremskriver en mængde brint svarende til ni globale oceaner.

– Det maksimale mætningsscenarie antyder et volumen svarende til 45 oceaner.

– Variationen afhænger direkte af andelen af ​​andre lette elementer, såsom silicium, der er til stede i den metalliske blanding.

– Den endelige tæthed observeret i simuleringerne falder sammen med aktuelle seismologiske aflæsninger af kernen af ​​Terra.

Indvirkning på geologisk og magnetisk udvikling

Den massive tilstedeværelse af brint i kernen har direkte konsekvenser for planetens indre dynamik og for genereringen af ​​Jordens magnetfelt. Den ydre kerne, der består af metaller i flydende tilstand, bevæger sig og genererer elektriske strømme, som igen skaber det magnetiske skjold, der beskytter Terra mod solstråling. Indførelsen af ​​lette elementer som brint ændrer tætheden og viskositeten af ​​denne væske, hvilket påvirker effektiviteten og stabiliteten af ​​denne naturlige geodynamo.

Desuden modtager konvektionsbevægelser i jordens kappe, ansvarlig for pladetektonik og vulkanisme, termiske og kemiske input fra kernen. Termodynamikken i det dybe indre påvirkes af tilstedeværelsen af ​​brint, som kan lette frigivelsen af ​​spildvarme og holde kernen aktiv længere, end hvis den var sammensat af rent jern og nikkel alene. Essa dynamik forstærker opfattelsen af, at vandet og det flygtige kredsløb i Terra er et integreret system, der forbinder overfladen med dybere lag.

Langtidsseismologiske observationer viste allerede, at kernen af ​​Terra var lidt mindre tæt end en kugle af rent jern burde være. Esse fænomen, kaldet “density deficit”, fascinerede geofysikere. Bekræftelse af, at brint fungerer som et vigtigt legeringselement, giver en elegant løsning på dette mysterium, der udfylder hullerne i aktuelt accepterede tæthedsmodeller.

Forskelle mellem overflade- og dybe reservoirer

Det er vigtigt at skelne arten af ​​det brint, der findes på overfladen, fra det, der er lagret i kernen. Nos oceaner, er brint forbundet med vandmolekyler, der danner oxygen (H2O) i flydende tilstand. I kernen eksisterer det i en metallisk tilstand eller opløst i mineraler under tryk, der overstiger millioner af atmosfærer. Não er et sejlbart underjordisk hav, men en atomreserve integreret i den stenede og metalliske matrix.

Forskere sammenligner denne opdagelse med andre kendte reservoirer i kappen, hvor mineraler som ringwoodit har evnen til at tilbageholde vand i deres krystallinske struktur. Imidlertid overstiger kernens potentielle volumen langt kappens reserver, hvilket konsoliderer den centrale region som den største brintforekomst på planeten. Estudos Futures vil søge at forfine disse estimater ved hjælp af nye seismologiske teknikker til mere præcist at kortlægge tæthedsanomalier.

Valideringen af ​​den “våde jord”-model siden dens dannelse ændrer perspektivet på planetarisk beboelighed. Hvis vand er en ingrediens, der integreres i kernen under dannelsen af ​​klippeplaneter, er det muligt, at exoplaneter i andre solsystemer også besidder enorme interne reserver af brint, som kan påvirke deres atmosfærer og potentialet til at opretholde liv over milliarder af geologiske år.