Новые эксперименты показывают, что ядро Земли содержит количество водорода, эквивалентное объему 45 океанов
Ядро Земли состоит в основном из железа, но его плотность недостаточно высока, чтобы оно было чистым железом, а это значит, что в ядре также присутствуют более легкие элементы. В частности, предполагается, что оно является крупным резервуаром водорода. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подтверждает эту идею, поскольку результаты показывают, что ядро содержит количество водорода, эквивалентное 45 океанам. Эти результаты ставят под сомнение идею о том, что большая часть воды на Земле была доставлена кометами на ранних этапах эволюции планеты.
Рис. Анализ APT другого восстановленного металла, взятого с поверхности наноструктуры, богатой Si-OH. Источник: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-68821-6
Для имитации условий высокого давления и высокой температуры в ядре Земли, до 111 ГПа и около 5100 Кельвинов, в эксперименте были использованы алмазные наковальни, нагреваемые лазером. В алмазные наковальни были помещены образцы железа, имитирующие ядро Земли, и гидратированное силикатное стекло, представляющее собой ранние магматические океаны Земли, чтобы вызвать плавление, аналогичное условиям в ядре.
Для создания трехмерной карты состава с наноразмерным разрешением учёные использовали атомно-зондовую томографию (АТТ). Это помогло определить количество кремния, кислорода и водорода в образцах, а также наноструктуры, обогащенные Si-OH, образовавшиеся в процессе закалки.
Было обнаружено, что молярное соотношение кремния и водорода в этих структурах близко к 1:1. Эта информация позволила приблизительно оценить процентное содержание водорода в ядре, поскольку количество кремния относительно хорошо известно. Результаты показали, что ядро Земли содержит около 0,07–0,36 мас.% водорода, что эквивалентно 9–45 океанам воды.
Один из главных выводов этой работы заключается в том, что большая часть воды на Земле, по-видимому, была получена на ранних стадиях аккреции в результате взаимодействия водорода с кислородом. Это противоречит теории о том, что большая часть воды образовалась в результате более поздней доставки кометами. Команда объясняет, что водород в основном находился бы в более мелких слоях Земли, если бы доставка водорода кометами имела место. Однако наличие запаса водорода внутри ядра указывает на то, что водород, скорее всего, был доставлен до того, как ядро полностью сформировалось.
