Kívülről nézve a Föld nem tűnik különösebben hidrogénben gazdagnak, hiszen a legtöbb ilyen atom víz formájában, oxigénhez kötve található meg a felszínen. A Peking Egyetem kutatóinak vizsgálata azonban arra utal, hogy ez csupán a bolygó teljes készletének töredéke, és a legnagyobb mennyiség valójában a sűrű, vasban gazdag magban rejtőzhet.
Számításaik szerint a mag tömegének 0,07-0,36 százaléka hidrogén lehet, ami 9-45-szöröse az óceánok teljes hidrogéntartalmának. Ez tömegben akár több szextillió kilogrammot is jelenthet, vagyis a Föld legnagyobb hidrogéntárolója mélyen a felszín alatt húzódhat.
A kérdés azért kulcsfontosságú, mert a hidrogén eredete és eloszlása szorosan összefügg a bolygóképződés és a földi vízkészlet történetével.
Ha valóban ennyi hidrogén kötődött meg a magban, az arra utalhat, hogy a Föld vizének nagy része már a bolygó kialakulásának korai szakaszában jelen volt, nem pedig későbbi üstökösbecsapódások hozták.
A probléma az, hogy a mag közvetlen vizsgálata gyakorlatilag lehetetlen, ezért a kutatók laboratóriumi modellekkel próbálják utánozni az extrém körülményeket. Egy gyémántüllőcellában egy hidratált szilikátüvegbe zárt apró vasgolyót 111 gigapascal nyomás alá helyeztek, majd mintegy 5100 kelvinre hevítettek. Bár ez kissé elmarad a valódi mag körülményeitől, már elég közel áll hozzájuk ahhoz, hogy reális képet adjon az elemek viselkedéséről. A minta teljesen megolvadt, és a vas, a szilícium, az oxigén és a hidrogén szabadon keveredett egymással, hasonlóan ahhoz, ahogy a Föld korai, olvadt belseje működhetett.
Az eredmények azt mutatták, hogy a hidrogén könnyedén oldódik a vasban, majd kötéseket alakít ki az oxigénnel és a szilíciummal, vagyis természetes módon beépülhetett a formálódó magba. Ez segít megmagyarázni azt is, miért nem teljesen tiszta vas a mag, és miért kisebb a sűrűsége a vártnál.
A magban tárolt hidrogén mennyiségének pontosabb ismerete nemcsak a Föld vízkörforgásának mélyebb megértését teszi lehetővé, hanem azt is felveti, hogy az oxigén és a hidrogén hosszú időskálán ki- és beáramolhat a bolygó belsejébe.
Ha ez a folyamat más kőzetbolygóknál is működik, akkor még azok is rejthetnek jelentős vízkészleteket a felszínük alatt, amelyek kívülről teljesen száraznak tűnnek.A felfedezés így nemcsak a Föld múltját, hanem a lakható világok keresését is új megvilágításba helyezi.
(Forrás: LiveScience, CNN, fotó: Unsplash / NASA)
Ez is érdekelhet:
