Подпишись

В ядре Земли может быть до 70 раз больше водорода, чем в океанах

Эксперименты при высоких температурах и высоком давлении с использованием алмазной наковальни и химических веществ, имитирующих ядро молодой Земли, впервые продемонстрировали, что водород может прочно связываться с железом в экстремальных условиях.

В ядре Земли может быть до 70 раз больше водорода, чем в океанах

Это объясняет наличие значительного количества водорода в ядре Земли, который попал туда в виде воды в результате столкновений миллиарды лет назад.

Водород в ядре

Учитывая экстремальную глубину, температуру и давление, мы физически не можем проникнуть вглубь Земли напрямую. Поэтому для того, чтобы заглянуть вглубь Земли, исследователи используют сейсмические методы, позволяющие определить состав и плотность подземных материалов. За все время проведения подобных измерений выяснилось, что ядро состоит в основном из железа, но его плотность, в частности плотность жидкой части, ниже, чем ожидалось.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Это навело исследователей на мысль, что наряду с железом должно существовать изобилие легких элементов. Впервые исследователи изучили поведение воды в лабораторных экспериментах с металлическим железом и силикатными соединениями, которые точно имитируют реакции металл-силикат (ядро-мантия) во время формирования Земли. Они обнаружили, что когда вода встречается с железом, большая часть водорода растворяется в металле, в то время как кислород реагирует с железом и переходит в силикатные материалы.

В ядре Земли может быть до 70 раз больше водорода, чем в океанах

"При температурах и давлениях, к которым мы привыкли на поверхности, водород не соединяется с железом, но нам было интересно, возможно ли это в более экстремальных условиях", - сказал Шох Тагава, аспирант кафедры наук о Земле и планетах Токийского университета во время исследования. "Такие экстремальные температуры и давления нелегко воспроизвести, и лучшим способом достичь их в лаборатории было использование наковальни из алмаза. Это позволяет создать давление в 30-60 гигапаскалей при температуре 3 100-4 600 кельвинов. Это хорошая имитация формирования ядра Земли".

Команда под руководством профессора Кеи Хиросе использовала металл и водосодержащий силикат, аналогичные тем, что находятся в ядре и мантии Земли соответственно, и спрессовала их на алмазной наковальне, одновременно нагревая образец лазером. Чтобы увидеть, что происходит в образце, они использовали визуализацию с высоким разрешением с применением техники, называемой масс-спектроскопией вторичных ионов. Это позволило им подтвердить свою гипотезу о том, что водород связывается с железом, что объясняет очевидное отсутствие воды в океане. Считается, что водород любит железо, или сидерофил.

"Это открытие позволяет нам изучить то, что влияет на нас довольно серьезным образом", - сказал Хиросе. "То, что водород сидерофилен при высоком давлении, говорит нам о том, что большая часть воды, попавшей на Землю в результате массовой бомбардировки во время ее формирования, может находиться в ядре в виде водорода сегодня. По нашим оценкам, там может быть заперто до 70 океанов водорода. Если бы он оставался на поверхности в виде воды, Земля, возможно, никогда не знала бы суши, и жизнь, как мы ее знаем, никогда бы не развилась".опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ua/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
, чтобы видеть ЛУЧШИЕ материалы у себя в ленте!
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не бойтесь кого—то потерять. Вы не потеряете того, кто нужен Вам по жизни. Теряются те, кто послан вам для опыта. Остаются те, кто послан Вам судьбой. Фридрих Ницше
    Что-то интересное