Истражувачите откриле дека оваа огромна количина на водород влегла во јадрото за време на неговото формирање пред околу 4,5 милијарди години и не пристигнала со кометите што ја погодиле Земјата откако било формирано јадрото.
„Дека водородот на Земјата, вклучувајќи го и водородот во јадрото, бил доставен за време на формирањето на планетата е утврдена хипотеза“, велат научниците од Факултетот за науки за Земјата и вселената при Универзитетот во Пекинг. „Прашањето е кога водородот пристигнал за време на формирањето на Земјата.“
Водородот длабоко во Земјата е исклучително тежок за квантифицирање. Тој е најмалиот и најлесниот елемент во универзумот, па затоа повеќето техники немаат резолуција за правилно да го детектираат во средини со висок притисок и висока температура, како што е јадрото на Земјата.
Сепак, проценката колку водород е заробен во јадрото е клучна за разбирање како водородот воопшто стигнал таму.
Претходното истражување користеше техника наречена рендгенска дифракција – скршнување за да ја процени количината на водород во јадрото на Земјата. Овој метод квантитативно определува минерали и други супстанции во материјалот со анализа на тоа како тој материјал ги распрскува рендгенските зраци. Бидејќи јадрото на Земјата е речиси целосно составено од железо, научниците додадоа водород во примерок од железо во лабораторија и го измериле ширењето на кристалната структура на железото за да пресметаат колку водород може да биде заробен во јадрото.
Недостатокот на дифракција на рендгенски зраци во овој случај е тоа што прави неколку важни претпоставки. Прво, се претпоставува дека истражувачите имаат точно разбирање за кристалните структури на железото и како тие реагираат под одредени услови. Второ, се претпоставува дека силициумот и кислородот, и двата присутни во јадрото, не ја деформираат кристалната структура кога се растворени во железо – што сепак го прават.
Новата студија користела алтернативен метод познат како томографија со атомска сонда. Техниката може да обезбеди 3Д мапирање на составот на сите елементи во периодниот систем и е идеална за примероци под висок притисок, велат истражувачите.
Во новото истражување беше применета алтернативна метода позната како томографија со атомска сонда. Оваа техника може да обезбеди 3Д картографирање на составот во нано размери на сите елементи во периодниот систем и е идеална за примероци под висок притисок, велат истражувачите.
Симулирани се условите што веројатно постоеле кога се формирало јадрото на Земјата. За почеток, мал примерок од железо бил обложен со хидрирано силикатно стакло за да се моделира јадро покриено со магма. Овој објект потоа бил ставен во дијамантска ќелија во која два дијамантски кристали се притискаат за да создадат екстремен притисок сличен на оној во јадрото на Земјата. За да се создадат услови на висока температура, ласерите го загреале објектот на околу 4.830 степени Целзиусови.
Истражувачите во овој контекст користеле томографија со атомска сонда. Тие откриле дека водородот, кислородот и силициумот истовремено се раствораат во кристални структури на железо под екстремни услови, менувајќи ги кристалите на претходно непознати начини.
Важно е што еднакви количини на водород и силициум влегле во „јадрото“ од „магмата“ во експериментот, што им помогнало на истражувачите да проценат дека водородот сочинува од 0,07 проценти до 0,36 проценти од јадрото на Земјата.
Резултатите укажуваат дека јадрото на Земјата содржи од девет до 45 пати повеќе водород од океаните на Земјата. Доколку кометите доставувале водород на Земјата откако јадрото ќе завршило со формирањето, водородот би се наоѓал претежно во поплитки слоеви на Земјата. Сепак, откритието дека јадрото е најголемиот резервоар на водород на Земјата сугерира дека водородот бил доставен пред целосно да се формира јадрото.
„Ова е прв пат да се идентификува механизмот за тоа како водородот влегува во јадрото“, велат истражувачите.
