​45 óceánnyi víz a lábunk alatt? A Föld magja lehet a legnagyobb „víztartályunk”

Egy friss tanulmány szerint a Föld magja elképesztő mennyiségű hidrogént rejthet – akár annyit, ami 9–45 óceánnyi víznek felel meg. Ha ez igaz, akkor lehet, hogy a bolygónk vizének nagy része nem üstökösök „ajándéka”, hanem már a Föld születésekor, 4,5 milliárd évvel ezelőtt jelen volt. Az eredmények a Nature Communications folyóiratban jelentek meg, és alaposan felkavarhatják azt, amit eddig a víz eredetéről gondoltunk.

„Ez valóban megváltoztatja azt, ahogyan a vizünk eredetéről gondolkodunk” – mondta Hilke Schlichting, a Kaliforniai Egyetem Los Angeles-i campusának Föld-, bolygó- és űrtudományi professzora, aki nem vett részt a kutatásban.

Hogyan néznek be a Föld közepébe?

Nyilván senki nem fúrt le a Föld középpontjáig. Ehelyett Dongyang Huang és kutatócsoportja laboratóriumban próbálta „leutánozni” a Föld magjának körülményeit. Ehhez:

• apró vas- és vizes szilikátüveg-mintákat préseltek össze
• gyémántüllők között (igen, szó szerint gyémántokkal nyomták össze)
• kb. 5100 kelvinre hevítették
• és 111 gigapascal nyomás alá helyezték

Ez már közelíti azt, ami a Föld középpontjában uralkodik.

Ezután a mintákat hajszálvékonyra – mindössze 20 nanométeres csúcsokra – formálták, majd fókuszált ionsugárral atomról atomra „szedték szét”, hogy megnézzék, hogyan kötődik a hidrogén a vashoz, a szilíciumhoz és az oxigénhez.

A számok egészen döbbenetesek. A becslések szerint a hidrogén a Föld magjának tömegének 0,07–0,36 százalékát teheti ki. Ez elsőre nem tűnik soknak – csakhogy a Föld magja hatalmas. Ez a mennyiség 9–45 óceánnyi víznek megfelelő hidrogént jelenthet. Fontos: nem folyékony vízről van szó a magban. A hidrogén kémiailag kötött állapotban van jelen. De ha hidrogén van, abból víz is lehet – legalábbis elméletben.

Akkor nem az üstökösök hozták a vizet?

A tankönyvi magyarázat sokáig az volt, hogy a fiatal, forró Föld túl száraz volt, és a vizet később üstökösök és jeges aszteroidák szállították ide. Huang és kollégái szerint azonban ekkora hidrogénmennyiség csak úgy magyarázható, ha a Föld már a kialakulásának fő szakaszában is jelentős mennyiségű vizet (vagy vízalkotó elemet) tartalmazott. Vagyis a víz nem késői „kozmikus kiszállítás” volt, hanem a bolygó születési csomagjának része.

Mi köze ennek a mágneses mezőhöz?

A történet itt még nem ér véget. Huang szerint a hidrogén, a szilícium és az oxigén kikristályosodása a lehűlő magban erős áramlásokat (konvekciót) hozhatott létre. Ezek az áramlások működtethettek egy ősi geodinámót – vagyis azt a „belső generátort”, amely létrehozta a Föld mágneses mezejét.

Mágneses mező nélkül:

• a napszél lassan elfújhatta volna a légkör jelentős részét
• a felszín sokkal barátságtalanabb lenne az élet számára

Vagyis a magban rejtőző hidrogén közvetve hozzájárulhatott ahhoz, hogy a Föld lakható bolygóvá váljon.

És mi a helyzet más bolygókkal?

Ha ez a folyamat gyakori a sziklás bolygóknál, akkor elképzelhető, hogy:

• egy kívülről száraznak tűnő bolygó
• mélyen a felszín alatt
• hatalmas mennyiségű rejtett vizet tartalmaz

Ez izgalmas következményekkel járhat az exobolygók kutatásában is.

Egy fontos megjegyzés

Anat Shahar, a Carnegie Institution for Science bolygókutatója arra figyelmeztetett, hogy a hidrogén mérése rendkívül nehéz, mert könnyű elem, és hajlamos „elszökni” a kísérletek során. Vagyis az eredmények ígéretesek, de további vizsgálatokra lesz szükség. A lényeg röviden: lehet, hogy a Föld legnagyobb „víztartálya” nem az óceánokban van, hanem 3000 kilométerrel a lábunk alatt.

És ha ez igaz, akkor a víz története nem az égből kezdődött – hanem a bolygónk legmélyén.

FORRÁS:

(Nethuszár)