Nieuw onderzoek gepresenteerd Experimenteel bewijs suggereert dat de kern van onze planeet het grootste waterstofreservoir op aarde is. Wetenschappers vermoeden al langer dat de kern, naast ijzer, ook lichte elementen bevat, wat de lagere dichtheid ten opzichte van zuiver ijzer verklaart. Waterstof wordt beschouwd als een van de belangrijkste kandidaten voor deze rol. Indien dit het geval is, zou de kern genoeg waterstof bevatten om de hoeveelheid waterstof in 45 oceanen op te slaan.
Het experiment werd uitgevoerd met behulp van laserverhitte diamantstempels, waarmee de onderzoekers met relatieve nauwkeurigheid de extreme omstandigheden van de aardkern konden simuleren: drukken tot 111 GPa en temperaturen rond 5100 K (4826,85 °C). IJzermonsters, die de samenstelling van de kern nabootsten, werden in contact gebracht met gehydrateerd silicaatglas – het equivalent van een oeroude magma-oceaan.
Na de experimenten werd het monster onderzocht met behulp van atoomprobentomografie om driedimensionale kaarten van de elementaire samenstelling op nanoschaal te maken. De snel afgekoelde monsters vertoonden nanostructuren met een silicium-waterstofverhouding van bijna 1:1, waardoor het waterstofgehalte in de kern kon worden geëxtrapoleerd op basis van de bekende hoeveelheid silicium (2-10 massaprocent). Het waterstofgehalte in de kern zou dus ongeveer 0,07-0,36 massaprocent kunnen bedragen, wat overeenkomt met een enorm volume – van 9 tot 45 keer de massa van al het water in de oceanen van de aarde samen.
Deze ontdekking heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van de oorsprong van water op aarde. Als de kern zo'n grote hoeveelheid waterstof bevat, betekent dit dat het grootste deel van de waterstof (en dus ook het water) door de planeet is opgenomen tijdens de accretiefase, tijdens de vorming van de kern. Dit spreekt de hypothese tegen dat water later door kometen of asteroïden is aangevoerd, na de vorming van de kern.
Uiteindelijk verduidelijkt het onderzoek niet alleen de samenstelling van de diepste laag van de planeet (die wetenschappers waarschijnlijk nooit zullen bereiken), maar verandert het ook ons begrip van de vroege evolutie van de aarde. Waterstof in de kern zou afkomstig kunnen zijn van de oeroude atmosfeer en magma-oceaan, en de aanwezigheid ervan helpt veel geochemische en geofysische kenmerken te verklaren, waaronder de opwekking van magnetische velden en de circulatie van materialen in het binnenste. Hoewel er nog enkele onzekerheden bestaan (zoals mogelijke verontreiniging van de monsters of de nauwkeurigheid van onze kennis over de hoeveelheid silicium in de kern), levert het onderzoek het meest directe experimentele bewijs tot nu toe voor de aanwezigheid van waterstof in het hart van de aarde.
Bron:
Bron: 3dnews.ru
