Навукоўцы знайшлі ў ядры Зямлі «45 акіянаў»

Гэта можа перавярнуць уяўленні пра гісторыю нашай планеты.

У ядры Зямлі можа ўтрымлівацца аб'ём вадароду, эквівалентны ад 9 да 45 сусветных акіянаў. Іншымі словамі, вадарод можа складаць прыблізна ад 0,36% да 0,7% агульнай масы ядра планеты. Пра гэта піша KSL са спасылкай на даследаванне, нядаўна апублікаванае ў часопісе Nature Communications.

Па словах вядучага аўтара даследавання, дацэнта Школы навук аб Зямлі і космасе Пекінскага ўніверсітэта Дуньяна Хуана, такая выснова сведчыць, што наша планета атрымала большую частку сваёй вады - асноўнай крыніцы вадароду - падчас фарміравання, а не пазней з-за удараў камет, якія пакінулі б ваду на паверхні, як меркавалі навукоўцы раней.

«Ядро Зямлі захоўвала большую частку вады на працягу першага мільёна гадоў гісторыі планеты. Паводле аб'ёму вады наступнымі з'яўляюцца мантыя і кара. Паверхня - там, дзе існуе жыццё, - утрымлівае найменш за ўсё вадароду», - адзначыў ён.

На думку навукоўцаў, больш за 4,6 мільярда гадоў таму камяні, газ і пыл вакол Сонца сутыкнуліся і ўтварылі маладую планету. З часам гэтыя сутыкненні сфармавалі ядро, мантыю і кару Зямлі. У глыбінях планеты пад велізарным ціскам пачало рухацца шчыльнае, гарачае і вадкае металічнае ядро. Яно складаецца пераважна з жалеза і нікелю і забяспечвае ахоўнае магнітнае поле Зямлі.

«Вадарод мог трапіць у металічную вадкасць, што фармавала ядро, толькі калі ён быў даступны падчас асноўных фаз фарміравання Зямлі і ўдзельнічаў у ўтварэнні ядра», - паясніў прафесар навук аб сістэмах Зямлі кафедры навук аб Зямлі, навакольным асяроддзі і планетах Універсітэта Райса ў Тэхасе Раджып Дасгупта, які не ўдзельнічаў у даследаванні.

Адзначаецца, што вывучэнне паходжання і размеркавання вадароду з'яўляецца ключавым для разумення фарміравання планет і эвалюцыі жыцця на Зямлі. Навукоўцы даўно цікавіліся, колькі вадароду можа быць схавана ў расплаўленым металічным ядры Зямлі, і аналізавалі хімічныя ўзаемадзеянні ў жалезе, каб ацаніць вадародны рэзервуар ядра. Аднак ядро знаходзіцца занадта глыбока для прамога назірання, а ўмовы высокага ціску складана ўзнавіць у лабараторыі.

У цэлым колькасна вызначыць вадарод цяжка, «бо гэта самы лёгкі і самы малы элемент, а яго вымярэнне выходзіць за межы магчымасцяў стандартных аналітычных метадаў», адзначыў Хуан.

Назіранні на атамным узроўні

Паводле Хуана, новая методыка прынцыпова адрозніваецца ад папярэдніх. Даследчыкі завострывалі ўзоры жалеза – асноўнага кампанента ядра – да формы іголак дыяметрам прыблізна 20 нанаметраў, а затым змяшчалі іх пад кантраляванае высокае напружанне. Далей атамы ўзораў іанізаваліся, і іх падлічвалі.

Каб атрымаць новую ацэнку, навукоўцы правялі эксперыменты, якія ўзнаўлялі тэмпературу і ціск ядраў. Яны плаўлі жалеза лазерамі ў прыладзе высокага ціску, якая называецца алмазнай накавальняй, а затым непасрэдна назіралі вадарод і іншыя элементы ядра з дапамогай атамна-зондавай тамаграфіі, якая стварае трохмерныя выявы і вымярае хімічны склад на атамным узроўні.

Такі падыход грунтуецца на дапушчэннях пра тое, як атамы размешчаны ў ядры Зямлі і як у ім размеркаваны крэмній, кісларод і вадарод, адзначыў Хуан. Іх эксперыменты паказалі, як вадарод узаемадзейнічае з крэмніем і кіслародам у нанаструктурах падчас астуджэння металу, пры гэтым суадносіны вадароду да крэмнію складалі прыблізна 1:1. Аб'яднаўшы назіранні гэтых суадносін у ўзорах з папярэднімі ацэнкамі ўтрымання крэмнію ў ядры, даследчыкі змаглі прыблізна вызначыць колькасць вадароду ў ядры.

Высновы навукоўцаў не канчатковыя

Узаемадзеянне крэмнію, кіслароду і вадароду ў нанаструктурах жалеза, якое яны назіралі, дае падказкі пра тое, як цяпло магло перадавацца з ядра ў мантыю, запускаючы працэс фарміравання магнітнага поля Зямлі, «якое з'яўляецца незаменным для ператварэння Зямлі ў прыдатнае для жыцця месца», адзначыў Хуан.

У той жа час навукоўцы папярэдзілі, што для пацверджання і ўдакладнення гэтай ацэнкі неабходныя далейшыя даследаванні, бо ўскосны падыход утрымлівае нявызначанасці і не ўлічвае іншыя хімічныя ўзаемадзеянні, якія могуць уплываць на разлікі колькасці вадароду ў ядры.

Сапраўды, колькасць вадароду ў ядры можа быць значна большай, чым сведчыць новая ацэнка, лічыць прафесар Школы навук Токійскага ўніверсітэта Кей Хіросэ, які даследуе склад ядра Зямлі, але не ўдзельнічаў у новай працы.

Адна з нявызначанасцяў - колькі вадароду ў ўзорах жалеза выпарылася пры зніжэнні ціску; такія страты былі зафіксаваныя ў іншых даследаваннях, але не былі ўлічаныя ў новых разліках, піша выданне.

Калі вымярэнні і гіпотэза аўтараў пацвердзяцца, «гэта будзе азначаць, што вадарод паступаў на працягу ўсяго фарміравання Зямлі», сказаў Дасгупта. Газ і вада з камет і астэроідаў таксама маглі быць крыніцамі вадароду Зямлі, дадаў Хіросэ.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]