Железное сердце Земли оказалось водяным колодцем: в недрах скрывается запас, равный десяткам океанов

Земное ядро, до которого невозможно добраться ни бурением, ни зондами, может скрывать главный запас водорода на планете. Новые лабораторные опыты показали: в железном "сердце" Земли действительно способен накапливаться этот лёгкий элемент. Масштаб впечатляет — речь идёт о количестве, сопоставимом с десятками объёмов мирового океана. Об этом сообщает 3DNews.

Как учёные приблизились к недрам

Плотность ядра давно не сходилась с расчётами для чистого железа: она ниже, а значит, в составе должны быть лёгкие элементы. Среди претендентов чаще всего называли водород, но его присутствие было трудно подтвердить экспериментально.

В работе использовали алмазные наковальни с лазерным нагревом. Установка позволила с высокой точностью воспроизвести давление до 111 ГПа и температуру порядка 5100 К — режим, близкий к глубинным слоям планеты. Железные образцы при этом контактировали с гидратированным силикатным стеклом, которое рассматривали как аналог вещества первичного магматического океана.

Такие эксперименты важны ещё и потому, что прямые наблюдения за внутренним строением Земли всегда опираются на косвенные данные — от сейсмики до моделирования, и любая "проверка в лаборатории" делает картину надёжнее.

Что нашли в образцах и как оценили объём

После опытов материал изучили методом атомно-зондовой томографии, создавая трёхмерную карту элементов на наноуровне. В закалённых образцах выявили наноструктуры, где соотношение кремния и водорода оказалось близким к 1:1. Дальше учёные опирались на то, что долю кремния в ядре обычно оценивают в диапазоне 2-10% по массе, и уже от этого "привязали" возможное количество водорода.

В результате получили оценку 0,07-0,36% водорода по массе ядра. Если перевести эту долю в эквивалент воды, выходит от 9 до 45 масс воды всех земных океанов. На таком фоне даже глубочайшие океанские впадины выглядят скорее как тонкая "плёнка" на поверхности огромного внутреннего резервуара.

Почему выводы важны для истории Земли

Главный смысл находки — в происхождении воды. Если значительная часть водорода "ушла вниз" во время формирования ядра, значит, планета могла захватить основу будущих океанов ещё на ранней стадии аккреции. Это снижает роль сценария, где вода появляется главным образом из-за поздней доставки кометами и астероидами уже после того, как ядро сформировалось.

Кроме того, водород в глубинах может влиять на геохимию и физику недр: перенос вещества, свойства сплавов и условия, при которых работает генератор магнитного поля. Магнитная оболочка Земли сама по себе меняется и реагирует на разные воздействия — от космических до техногенных, включая радиационные пояса Земли.

Авторы подчёркивают, что остаются ограничения: возможные примеси в образцах и погрешности в оценках содержания кремния. Однако по совокупности данных работа даёт наиболее прямые экспериментальные аргументы в пользу того, что водород присутствует в самом центре планеты.