Вчені підтвердили витік водню з металевого ядра Землі в мантію за мільярди років

Витік із самого серця планети

Як повідомляє НВ — Техно: Вчені знайшли нові докази перенесення водню із земного ядра в мантію, базуючись на аналізі ізотопів водню у вулканічних лавах Ісландії та острова Баффінова Земля. Дослідження виявило, що низька концентрація дейтерію у цих лавах не могла виникнути внаслідок кристалізації магматичного океану, а є результатом тривалого витоку речовини з ядра планети протягом мільярдів років. Підтвердженням цієї теорії служать також підвищені концентрації ізотопу гелію-3 у вулканічних породах.

Дослідження ізотопів водню

Унікальні ізотопи водню в вулканічних лавах Ісландії та острова Баффінова Земля свідчать про витік речовини з металевого ядра Землі. Металеве ядро Землі було оточене масивом розплавленої породи, який з часом охолов і кристалізувався в мантію. Дослідження вказує на те, що водень у природі існує у двох стабільних ізотопах: легкий водень і дейтерій (важкий ізотоп). Деякі лави з мантійних плюмів мають аномально низьку концентрацію дейтерію, що викликало зацікавленість вчених.

Команда китайських науковців під керівництвом Веньчжуна Вана застосувала комп’ютерне моделювання для дослідження ізотопів водню під умовами глибокої землі. Дослідження опубліковане в журналі Science Advances у 2026 році. Вчені з'ясували, що охолодження давнього магматичного океану не могло спричинити суттєвого розділення ізотопів водню в мантії. Водень із низьким умістом дейтерію проник з ядра в мантію протягом мільярдів років, що вказує на довготривалий процес.

Мантійні плюми піднімаються з глибин на тисячі кілометрів до поверхні, спричиняючи вулканічні виверження. У вулканічних породах з підвищеною концентрацією водню з низьким дейтерієм також зафіксовано підвищену концентрацію ізотопу гелію-3. Точні механізми перенесення речовини крізь мантію завтовшки в тисячі кілометрів ще не з’ясовані, але результати дослідження відкривають нові перспективи для розуміння геологічних процесів на Землі. Схематична модель походження ізотопних аномалій у надрах Землі підтверджує значення цих нових даних для геофізики.

Ці нові знахідки можуть суттєво змінити наше розуміння процесів, які відбуваються в надрах Землі, зокрема, як матеріали переміщуються між ядром і мантією. Глибокі геологічні процеси, які тривали мільярди років, можуть мати важливі наслідки для вивчення формування Землі та її геологічної еволюції. Це дослідження також підкреслює важливість використання сучасних технологій, таких як комп'ютерне моделювання, для вивчення складних геофізичних процесів. Вивчені ізотопи водню та гелію-3 можуть стати новими індикаторами для подальших досліджень, що стосуються внутрішньої структури Землі.

Дослідження, що підтверджує довготривалий витік водню з ядра Землі, відкриває нові горизонти в розумінні геофізичних процесів. Ці результати можуть бути пов’язані з іншими явищами, такими як коливання тривалості доби на Землі, які також зумовлені динамікою внутрішньої структури планети. Розуміння цих процесів допоможе глибше осмислити еволюцію нашої планети.