آیا آب زمین از ۴.۵ میلیارد سال پیش در هسته سیاره پنهان بوده است؟

نتایج یک پژوهش جدید نشان می‌دهد حجم عظیمی از هیدروژن، معادل ۹ تا ۴۵ اقیانوس، احتمالاً در هسته زمین محبوس شده است. این یافته فرضیه قدیمی آمدن آب به زمین توسط دنباله‌دارها را به چالش می‌کشد و حاکی از آن است که آب از همان ابتدای شکل‌گیری سیاره، بخشی از ساختار آن بوده است.

جزئیات یک کشف انقلابی

هیلک اشلیختینگ، استاد دانشگاه کالیفرنیا، معتقد است این کشف شیوه تفکر دانشمندان درباره منشأ آب در زمین را دگرگون می‌کند. بر اساس این پژوهش که در نشریه Nature Communications منتشر شده، آب زمین پیوندی دیرینه با ساختار اولیه سیاره دارد و از دیسک گاز و غبار غنی از هیدروژمی شکل گرفته که منظومه شمسی را به وجود آورد.

چالش‌های مطالعه بر روی هسته زمین

از آنجا که دسترسی مستقیم به هسته زمین ممکن نیست، دانشمندان برای مطالعه آن به شبیه‌سازی‌های کامپیوتری و آزمایش‌های پیچیده در فشار بالا متکی هستند. عنصر اصلی هسته آهن است، اما چگالی کمتر هسته نشان می‌دهد عناصر سبک‌تری مانند هیدروژن نیز در ترکیب آن وجود دارند. اندازه‌گیری این عناصر سبک کلید فهم شکل‌گیری زمین است.

آزمایشی در شرایط سخت مرکز زمین

دونیانگ هوانگ از دانشگاه پکن و تیمش، با استفاده از دستگاهی به نام «سلول سندان الماسی»، شرایط مرکز زمین را بازسازی کردند. آن‌ها نمونه‌های کوچکی از آهن و شیشه سیلیکات هیدراته را تحت دمای ۴۸۲۷ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱۱۱ گیگاپاسکال قرار دادند. سپس با تبدیل نمونه به سوزن‌های نانومتری و بمباران پرتو یونی، اتم‌ها را برای تحلیل جدا کردند.

نتایج و پیامدهای گسترده

تحلیل‌ها نشان داد چگونه اتم‌های سیلیسیم، اکسیژن و هیدروژن در زمان شکل‌گیری زمین در آهن به دام افتاده‌اند. محاسبات نشان می‌دهد هیدروژن بین ۰.۰۷ تا ۰.۳۶ درصد وزن هسته را تشکیل می‌دهد. ذخیره این حجم هیدروژن تنها در مراحل اولیه شکل‌گیری زمین ممکن بوده است. این فرآیند نه تنها در چرخه آب نقش داشته، بلکه با تقویت جریان‌های همرفتی در هسته، به شکل‌گیری میدان مغناطیسی محافظ زمین کمک کرده است.

منبع: asriran.com

اخبار علم و فناوری