💡 Zhrnutie pre tých, ktorí rýchlo scrollujú:
- Jadro Zeme môže obsahovať vodík v množstve 9 až 45 oceánov.
- Vedci odhadujú, že vodík tvorí približne 0,36 percenta až 0,7 percenta hmotnosti jadra.
- Výskum naznačuje, že Zem získala väčšinu vody už pri svojom vzniku.
- Nová metóda skúmania pracuje s atómami po jednom a môže zmeniť naše chápanie planéty.
Keď si predstavíš oceány na povrchu Zeme, znie to ako ultimátna zásobáreň vody. Lenže nový výskum tvrdí, že v porovnaní s tým, čo sa deje hlboko vnútri planéty, sú naše moria možno len tenká „mláčka“, píše CNN.
Vedci totiž odhadujú, že zemské jadro môže ukrývať obrovské množstvo vodíka, v prepočte ekvivalent 9 oceánov, no v extrémnejšej verzii dokonca až 45 oceánov vodíka. Štúdia publikovaná v magazíne Nature Communications uvádza, že vodík môže tvoriť približne 0,36 až 0,7 percenta celkovej hmotnosti jadra Zeme.
Ako to zhrnul autor výskumu Dongyang Huang z Peking University pre CNN: „Zemské jadro by uchovávalo väčšinu vody počas prvého milióna rokov histórie Zeme.“ A ešte väčšie prekvapenie? Podľa neho je ďalšou najväčšou zásobárňou vody plášť a kôra, zatiaľ čo povrch, kde žijeme my, obsahuje najmenej. Doslova je život na mieste, kde je vody najmenej.
Základ života
Vodík nie je len „nejaký prvok“. Je to základ života a zároveň základ vody. A práve preto sa vedci už roky snažia zistiť, koľko vodíka môže byť ukrytého v jadre, ktoré je tvorené hlavne železom a niklom.
Rajdeep Dasgupta z Rice University pre CNN vysvetlil, že vodík sa mohol dostať do kovovej tekutiny, z ktorej sa tvorilo jadro, iba vtedy, ak bol dostupný už počas rastu planéty: „Vodík môže vstúpiť do kovovej kvapaliny formujúcej jadro iba vtedy, ak bol dostupný počas hlavných fáz rastu Zeme a zúčastnil sa formovania jadra.“
To by znamenalo, že voda a jej základné stavebné prvky boli na Zemi prítomné už veľmi skoro, a nie až neskôr vďaka kométam, ako tvrdí časť hypotéz.
Jadro Zeme je neprístupné. Vedci si ho museli „vyrobiť“
Problém je jasný - jadro je tak hlboko, že ho nemôžeme vidieť ani priamo odobrať vzorku. Navyše tam panujú extrémne tlaky a teploty, ktoré sa v laboratóriu len ťažko napodobňujú.
Huang pre CNN priznal, že vodík je veľmi ťažké presne zmerať: „Vodík sa vo všeobecnosti ťažko kvantifikuje, pretože je najľahší a najmenší prvok, čo znamená, že jeho kvantifikácia je mimo kapacít bežných analytických metód.“
Doteraz sa vedci snažili vodík odhadovať nepriamo, napríklad cez to, ako sa mení štruktúra železa, keď sa v ňom vodík nachádza. Lenže tieto odhady boli extrémne rozdielne. Štúdia pripomína, že staršie výpočty sa pohybovali od 0,1 oceánu až po viac než 120 oceánov vodíka.
Počítanie atómov jeden po druhom
Tentoraz však tím použil metódu, ktorá znie ako sci-fi a volá sa atom probe tomography. Vedci pripravili vzorky železa v tvare ihličiek s priemerom asi 20 nanometrov a následne ich vystavili presne kontrolovanému vysokému napätiu. Atómy sa potom ionizovali a doslova sa počítali jednotlivo.
„Táto technika je zásadne odlišná od skorších metód,“ tvrdí Huang. Aby napodobnili podmienky jadra, železo roztavili pomocou laserov v zariadení zvanom diamond anvil cell, ktoré dokáže vytvoriť extrémne tlaky. Následne sledovali, ako sa vodík správa v kombinácii so silikónom a kyslíkom.
Podľa ich pozorovaní bol pomer vodíka a silikónu približne 1 ku 1, čo im umožnilo prepočítať, koľko vodíka by mohlo byť v jadre, keďže množstvo silikónu v jadre už vedci odhadovali z predchádzajúcich výskumov.
Nie finálna pravda, ale silný odhad
Aj autori štúdie priznávajú, že ide o nepriamu metódu a že v nej ostávajú neistoty. Napríklad nie je jasné, koľko vodíka mohlo zo vzoriek uniknúť počas uvoľňovania tlaku.
Znie to ako čisto geologická zaujímavosť, ale v skutočnosti ide o veľkú otázku - odkiaľ sa na Zemi vzala voda? Ak sa vodík dostal do jadra už počas formovania planéty, znamenalo by to, že voda bola súčasťou Zeme od začiatku. Nie ako bonus z komét, ktoré prišli neskôr.
Dasgupta to pre CNN zhrnul jasne - ak sa hypotéza potvrdí, bude to znamenať, že vodík bol „dodávaný počas rastu Zeme“. Hirose zároveň pripomína, že vodík mohol pochádzať z viacerých zdrojov, z plynov v slnečnej hmlovine aj z vody z komét či asteroidov.
A keďže vodík patrí medzi kľúčové prvky života, podľa Dasguptu ide o dôležitý príspevok do diskusie o tom, ako vznikla obývateľná planéta - vodík je podľa neho základným prvkom života „spolu s uhlíkom, dusíkom, kyslíkom, sírou a fosforom“.
