Dünyanın neresinde su var?

Bir elmas örs ve genç Dünya’nın çekirdeğini simüle etmek için kimyasallar içeren yüksek sıcaklık ve yüksek basınç deneyleri, ilk kez hidrojenin aşırı koşullarda demir ile güçlü bir şekilde bağlanabileceğini gösteriyor. Bu, milyarlarca yıl önce bombardımanlardan su olarak gelen Dünya’nın çekirdeğinde önemli miktarda hidrojenin varlığını açıklıyor.

Söz konusu aşırı derinlikler, sıcaklıklar ve basınçlar göz önüne alındığında, fiziksel olarak doğrudan yeryüzünün çok uzağına araştırma yapamayız. Bu nedenle, Dünya’nın derinliklerine bakmak için araştırmacılar, yeraltı malzemesinin bileşimi ve yoğunluğu gibi şeyleri belirlemek için sismik verileri içeren teknikler kullanıyorlar. Bu tür ölçümler yapıldığı sürece göze çarpan bir şey, çekirdeğin esas olarak demirden yapılmış olması, ancak yoğunluğunun, özellikle sıvı kısmın yoğunluğunun beklenenden daha düşük olmasıdır.

Bu, araştırmacıları demirin yanında bol miktarda hafif element olması gerektiğine inanmaya yöneltti. Araştırmacılar ilk kez, Dünya’nın oluşumu sırasında metal-silikat (çekirdek-manto) reaksiyonlarını doğru bir şekilde simüle eden metalik demir ve silikat bileşiklerini içeren laboratuvar deneylerinde suyun davranışını incelediler. Su demirle karşılaştığında, oksijenin demir ile reaksiyona girip silikat malzemelere girerken hidrojenin büyük kısmının metale dönüştüğünü buldular.

Ph.D. Shoh Tagawa, “Yüzeyde alışkın olduğumuz sıcaklıklarda ve basınçlarda, hidrojen demir ile bağlanmaz, ancak daha aşırı koşullar altında mümkün olup olmadığını merak ettik” dedi. Çalışma sırasında Tokyo Üniversitesi’nde Dünya ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde öğrenci. “Bu tür aşırı sıcaklıkların ve basınçların yeniden üretilmesi kolay değildir ve bunları laboratuvarda elde etmenin en iyi yolu elmastan yapılmış bir örs kullanmaktı. Bu, 3.100-4.600 kelvin sıcaklıklarda 30-60 gigapaskal basınç verebilir. Bu, Dünya’nın çekirdek oluşumunun iyi bir simülasyonu. “

Profesör Kei Hirose başkanlığındaki ekip, sırasıyla Dünya’nın çekirdeğinde ve mantosunda bulunanlara benzer metal ve su taşıyan silikat kullandı ve bunları elmas örs içinde sıkıştırırken aynı anda örneği lazerle ısıtıyordu. Örnekte neler olup bittiğini görmek için, ikincil iyon kütle spektroskopisi adı verilen bir tekniği içeren yüksek çözünürlüklü görüntüleme kullandılar. Bu, hidrojenin demir ile bağlandığı hipotezlerini doğrulamalarına izin verdi, bu da okyanus suyu eksikliğini açıklıyor. Hidrojenin demir seven veya yan tutkun olduğu söyleniyor.

Hirose, “Bu bulgu, bizi oldukça derin bir şekilde etkileyen bir şeyi keşfetmemizi sağlıyor,” dedi. “Hidrojenin yüksek basınç altında yan düşkün olması bize, oluşumu sırasında toplu bombardımanlarla Dünya’ya gelen suyun çoğunun bugün hidrojen olarak çekirdekte olabileceğini söylüyor. Kilitlenmiş 70 okyanus değerinde hidrojen olabileceğini tahmin ediyoruz. aşağıda. Bu yüzeyde su olarak kalsaydı, Dünya karayı asla tanımayabilirdi ve bildiğimiz haliyle hayat asla gelişmezdi. “