Эксперименты при высоких температурах и давлении с использованием алмазной наковальни и химических веществ, имитирующих ядро молодой Земли, впервые продемонстрировали, что водород может прочно связываться с железом в экстремальных условиях. Это объясняет наличие большого количества водорода в ядре Земли.
Ученые использовали 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.
Это навело исследователей на мысль, что наряду с железом оно должно состоять из нескольких 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.
Команда под руководством профессора Кеи Хиросе использовала металл и водосодержащий силикат, аналогичные тем, которые содержатся в ядре и мантии Земли, и спрессовала их на алмазной наковальне, одновременно нагревая образец лазером. Чтобы увидеть, что происходит в образце, они использовали визуализацию с высоким разрешением. Это позволило им подтвердить свою гипотезу о том, что водород связывается с железом.
«То, что водород сидерофилен при высоком давлении, говорит нам о том, что большая часть воды, попавшей на Землю в результате катастрофических событий во время ее формирования, может находиться в ядре в виде водорода. По нашим оценкам, там может быть до 70% больше водорода, чем в океанах. Если бы это количество вещества в виде воды находилось на суше, планета была бы полностью покрыта водой», — объяснили ученые.
Читать далее
В атмосфере Венеры нашли естественное радиоизлучение
Ученые показали, как черная дыра разрывает звезду
Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?