Витік із глибин нашої планети. Дослідники виявили нові свідчення перенесення водню з ядра Землі в мантію.

Науковці виявили, що специфічні ізотопи водню, знайдені у вулканічних лавових потоках Ісландії та Баффінової Землі, вказують на тривалий витік матеріалів з металевого ядра Землі, який триває протягом мільярдів років.

Коли Земля виникала мільярди років тому, її металеве ядро було оточене величезним об'ємом рідкої магми. Згодом цей магматичний шар охолодився і кристалізувався, сформувавши мантію. На сьогоднішній день гарячі мантійні струмені регулярно піднімаються з глибин на тисячі кілометрів до поверхні, викликаючи вулканічні виверження.

Виявилося, що лава, яку ці потоки підносять на поверхню, може містити залишки первинного водню з глибин нашої планети.

У природі водень представлений у двох стабільних формах: легким звичайним воднем і його важчим ізотопом, відомим як дейтерій. Більшість вулканічних порід демонструють типовий баланс цих ізотопів, але деякі лави, що походять з мантійних плюмів, виявляють аномально низькі рівні дейтерію. Науковці активно обговорюють, чим викликане це явище: чи виникло воно під час утворення давнього магматичного океану, чи стало результатом тривалого виверження матеріалу з земного ядра.

Щоб знайти відповідь, команда китайських науковців під керівництвом Веньчжуна Вана застосувала передове комп'ютерне моделювання, відтворивши екстремальні умови на глибині тисяч кілометрів під землею.

Геологи проаналізували поведінку обох ізотопів водню під час кристалізації давньої магми. У дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, вчені довели, що охолодження магматичного океану не могло спричинити суттєвого розділення ізотопів водню в мантії.

Відкинувши першу гіпотезу, дослідники схилилися до теорії витоку з ядра. Вони припускають, що водень із низьким умістом дейтерію протягом мільярдів років проникав із металевого центру Землі в навколишню мантію.

На підтримку цієї версії також свідчать зростаючі рівні рідкісного ізотопу гелію-3 у тих же вулканічних породах. Отримані дані надійно підтверджують теорію витоку з ядра, але детальні механізми переміщення матеріалу через мантію, що має товщину тисячі кілометрів, ще потрібно буде дослідити в подальших роботах.