П редставете си всички океани на Земята, които покриват около 70% от планетата и са съставени предимно от водород. Сега умножете това по девет. Това може да е количеството водород в ядрото на Земята, което вероятно го прави най-големият резервоар на водород на планетата, изчислиха наскоро изследователи, съобщи CNN.
И девет водородни „океана“ са долната граница на техните изчисления; в ядрото може да има заключен водород в количество до 45 океана. С други думи, водородът може да съставлява приблизително 0,36% до 0,7% от общото тегло на ядрото на Земята, съобщиха учените във вторник в списанието Nature Communications.
Това предполага, че Земята е придобила по-голямата част от водата си - основният източник на водород на планетата - докато се е формирала, а не по-късно чрез удари на комети, които биха оставили вода на повърхността на планетата, както предполагат някои учени, каза водещият автор на изследването Донгянг Хуанг, доцент в Училището по науки за Земята и Космоса в Пекинския университет.
„Ядрото на Земята би съхранило по-голямата част от водата през първия милион години от историята на Земята“, каза Хуанг пред CNN в имейл. Следващите по изобилие от вода са мантията и земната кора. „Повърхността – където се намира животът – съдържа най-малко вода“, каза той.
Преди повече от 4,6 милиарда години скали, газ и прах около нашето слънце се сблъскали, за да образуват млада планета. С течение на времето тези сблъсъци оформили ядрото, мантията и земната кора. В дълбоките недра на Земята и под огромно налягане започнало да се бърка плътно, горещо и течно метално ядро. Изградено предимно от желязо и никел, то захранва защитното магнитно поле на Земята.
„Водородът може да попадне в металната течност, образуваща ядрото, само ако е бил наличен по време на основните фази на растеж на Земята и е участвал във формирането на ядрото“, каза Радждип Дасгупта, професор по земни системни науки в катедрата по науки за Земята, околната среда и планетарните науки в университета Райс в Тексас. Дасгупта не е участвал в новото изследване.
Изучаването на произхода и разпространението на водорода е ключово за разбирането на формирането на планетите и еволюцията на живота на Земята. Учените отдавна се чудят колко водород може да е заровено в разтопения метален двигател на Земята и са анализирали химичните взаимодействия в желязото, за да се опитат да оценят резервоара на водород в металното ядро. Но ядрото е твърде дълбоко за директно наблюдение, а условията на високо налягане са трудни за възпроизвеждане в лаборатория.
Като цяло, водородът е труден за количествено определяне, „защото е най-лекият и най-малък елемент, което означава, че количественото му определяне е извън възможностите на рутинните аналитични методи“, каза Хуанг.
Ниската плътност в ядрото преди това е подсказвала за изобилие от водород, въпреки че за учените е било трудно да определят количеството в сравнение с други известни елементи от ядрото, които са били малко по-лесни за измерване, като силиций и кислород. Предишни изследвания са извеждали количеството водород в ядрото, като са използвали рентгенова дифракция, за да се разгледа структурата на решетката в железните кристали, която се разширява повече, когато има водород. Но тези интерпретации са варирали значително, варирайки от 10 тегловни части на милион до 10 000 тегловни части на милион (или 0,1 океана до повече от 120 океана), според проучването.
Earth's core contains nine to 45 times more hydrogen than the planet's oceans do, according to a new study that could settle a debate about when and how hydrogen was delivered to Earth. https://t.co/fo6zcyAokp
— Live Science (@LiveScience) February 10, 2026
Наблюдения в атомен мащаб
„Техниката е коренно различна от по-ранните методи“, каза Хуанг. Изследователите остри пробите в игловидни форми с диаметър около 20 нанометра (0,0000007874 инча), след което ги поставят под фино контролирано високо напрежение. След това атомите на пробите се йонизират и броят един по един, обясни той.
За да създадат новата оценка, учените проведоха експерименти, възпроизвеждащи температури и налягания в ядрото, използвайки желязо като заместител на течното метално ядро. Те разтопиха желязото с лазери в устройство за високо налягане, наречено диамантена наковалня, след което директно наблюдаваха водород и други елементи в ядрото, използвайки атомна томография, която заснема 3D изображения и измерва химичния състав в атомен мащаб.
Този подход се основава на предположения за това как са разположени атомите в ядрото на Земята и как силицийът, кислородът и водородът се разпръскват там, каза Хуанг. Техните експерименти разкриха как водородът взаимодейства със силиция и кислорода в наноструктури, докато металът се охлажда, като съотношението водород към силиций е приблизително 1 към 1. Чрез комбиниране на наблюденията на тези съотношения в пробите с предишни оценки за силиция в ядрото, изследователите успяха да определят приблизително количеството водород в ядрото.
Претегляне на несигурностите
Взаимодействието, което наблюдаваха между силиций, кислород и водород в железни наноструктури, предлага улики за това как топлината може да е била освободена от ядрото в мантията, за да започне процесът на изграждане на магнитното поле на Земята, „което е необходимо за развитието на Земята в обитаемо място“, каза Хуанг.
Учените обаче предупредиха, че ще е необходима още работа, за да се потвърди и прецизира тази оценка, тъй като този непряк подход включва несигурности и не разглежда други химични взаимодействия, които могат да повлияят на изчисленията на основния водород.
Всъщност количеството водород в ядрото може да е много по-високо, отколкото предполага новата оценка, каза Кей Хиросе, професор в Училището по природни науки към Университета в Токио, който изучава състава на земното ядро, но не е участвал в новото изследване.
"Една област на неяснота е колко водород от железните проби е изтекъл по време на декомпресията; тази загуба е документирана в други изследвания, но не е включена в новите изчисления. Работата на Хиросе преди това е оценила, че водородът съставлява от 0,2% до 0,6% от теглото в земното ядро, „повече, отколкото предлага тази нова статия“, каза той.
Ако измерванията и хипотезата на авторите са верни, „това ще предполага, че водородът е бил доставян през целия растеж на Земята“, каза Дасгупта. Газ от мъглявини, както и вода от комети и астероиди, също може да са били източник на водород за Земята, добави Хиросе.
Водородът е съществен елемент за живота на Земята, „заедно с въглерода, азота, кислорода, сярата и фосфора“, каза Дасгупта, чието изследване изследва ролята, която тези летливи елементи играят по време на формирането на Земята. „Новата статия определено ще информира за бъдещия ни синтез и дискусии по тази тема“.
