19:34 / 22.10.2026
321
Вулканичната лава може да носи водород, дошъл от металното ядро на Земята. Ново изследване подкрепя тази хипотеза, като проверява конкурентно обяснение за необичаен химичен сигнал в някои скали - и установява, че то не е достатъчно.
Работата на екип от Китайския университет за наука и технологии е публикувана на 9 октомври в Science Advances. Авторите използват компютърни симулации, за да проверят дали охлаждането на младата Земя е могло да остави наблюдаваните днес различия в състава на водорода. Резултатът насочва към продължителен обмен на вещества между ядрото и мантията, пишат от Meteo Balkans.
Лавата съдържа водород с необичайна пропорция
Водородът има две стабилни разновидности. Ядрото на обикновения водород съдържа един протон, а при по-тежкия деутерий към него се добавя и неутрон. За геолозите съотношението между тях е начин да проследяват произхода и промените на веществата в земните недра.
В някои лави от Бафинова земя в канадската Арктика и от Исландия делът на деутерия е необичайно нисък. Тази особеност е описана в изследване на Лидия Холис и колеги още през 2015 г. Тогава авторите я свързват с компонент в дълбоката мантия, запазил изотопно съотношение от ранната Слънчева система.
Изборът на такива скали има значение. Водата на повърхността участва в непрекъснат обмен между океаните, атмосферата и земната вътрешност. Този обмен може да променя първоначалното съотношение между изотопите. Материалът от дълбочина дава възможност да се търси по-добре съхранен древен сигнал.
Древният магмен океан не дава достатъчно силен ефект
Новото изследване проверява конкретна възможност: при втвърдяването на огромните количества разтопена скала в ранната Земя различните минерали да са поемали двата изотопа в различни пропорции.
Ако това разделяне е било достатъчно силно, то би могло да създаде област в мантията, бедна на деутерий. Тогава химичният сигнал в лавата би имал обяснение без последващ принос от ядрото.
Екипът моделира поведението на водорода при екстремни температури и налягания, като съчетава квантови изчисления и машинно обучение. Според официалното съобщение на университета разпределянето на изотопите между минералите и стопилката се оказва твърде слабо. След моделираното втвърдяване мантията остава с почти еднороден изотопен състав.
Процесът не успява да произведе силното обедняване на деутерий, което трябва да обясни. Това е същественият нов резултат.
Защо подозрението пада върху ядрото?
Предходни изчисления на екипа показват, че при разделянето на ранната Земя на метално ядро и силикатна мантия по-лекият водород предпочита металната част. Така ядрото може да се превърне в източник с подходящото ниско съотношение на деутерий към водород.
Към водородната следа се добавят и необичайно високи съотношения на хелий-3 към хелий-4 в някои от разглежданите вулканични материали. Съчетанието кара авторите да предпочетат обяснението за избирателно преминаване на първични летливи вещества от ядрото към мантията.
Следата е измерена, маршрутът още се изяснява
Съпоставката между публикациите от 2015 и 2026 г. показва как се развива тази история. Измерванията установяват необичайния състав на лавата. Новите симулации проверяват един възможен начин той да се е получил. Отслабването на това обяснение увеличава тежестта на хипотезата за принос от ядрото, но не представлява пряко наблюдение на самото преминаване.
Остава да се установи физическият механизъм на обмена. Както авторите отбелязват в представянето на резултатите, изясняването на начина, по който химичните сигнали от ядрото се пренасят в мантията, е задача за бъдещи изследвания. Именно този преход трябва да свърже предполагаемия дълбок източник със следите, запазени във вулканичните скали.
