Un studiu recent sugerează că nucleul Pământului ar putea conține rezerve enorme de hidrogen, cantitatea totală fiind echivalentă cu zeci de oceane, dacă acest hidrogen ar fi convertit în apă prin reacția cu oxigenul din mantaua superioară. Această descoperire oferă perspective noi asupra originii hidrogenului și, implicit, asupra ciclicității apei pe planetă și a proceselor tectonice și magmatice care leagă interiorul Pământului de procesele de la suprafață.
Studiul a fost publicat în Nature Communications la 10 februarie 2026 și are ca prim autor pe geodinamicistul Motohiko Murakami de la ETH Zurich. Cercetătorii și-au propus să înțeleagă mai precis cât hidrogen ar putea fi prezent în nucleul intern al planetei, o regiune inaccesibilă direct, unde presiunile și temperaturile extreme împiedică măsurătorile convenționale.
Nucleul Pământului este cunoscut în principal ca o structură dominată de fier, dar densitatea sa măsurată se dovedește a fi mai mică decât cea a fierului pur în condițiile de temperatură și presiune din adâncimi. Această discrepanță sugerează prezența unor elemente ușoare – printre care se numără hidrogenul, oxigenul, siliciul sau alte elemente chimice cu mase atomice scăzute – care reduc densitatea globală a nucleului. Până recent, estimările hidrogenului în nucleu au fost indirecte și variate, bazate pe extinderea cristalografică a fierului îmbogățit cu hidrogen în laborator.
Metodologia de laborator
Pentru a aborda aceste limitări, echipa de cercetare a utilizat o metodă experimentală de ultimă generație, combinând:
- Presiune extremă generată de granule diamantate – unde probe mici de fier, învelite într-un material ce conținea hidrogen, au fost supuse la presiuni similare cu cele din miezului Pământului și încălzite cu un laser la temperaturi de peste 4800 °C;
- Sondaje analitice de înaltă rezoluție – pentru a detecta distribuția elementelor în probele solidificate după condițiile extreme.
Aceste experimente au permis cercetătorilor să observe clar cum hidrogenul și alte elemente ușoare (în special siliciul) se dizolvă în fier în condițiile de presiune și temperatură apropiate de cele din timpul formării miezului. Majoritatea modelelor anterioare nu captau această dizolvare simultană a elementelor, ceea ce putea conduce la subestimări ale cantității reale de hidrogen.
Rezultate și interpretări
Rezultatele sugerează că hidrogenul ar putea constitui între 0,07% și 0,36% din masa totală a nucleului Pământului. Deși aceste procente par mici, datorită masei imense a nucleului – care reprezintă o porțiune majoră a masei totale a planetei – această concentrație corespunde unei cantități de hidrogen care, dacă ar fi convertită în apă, ar fi echivalentă cu 9 până la 45 de oceane ale Pământului.
Această estimare indică faptul că nucleul Pământului ar putea fi cel mai mare rezervor de hidrogen de pe planetă, depășind cu mult rezervele de apă de la suprafață (oceane, calote glaciare, apele subterane, etc.). Această idee contravine unor viziuni tradiționale potrivit cărora hidrogenul terestru ar fi fost adus preponderent după formarea planetei, de exemplu prin impacturi de comete și asteroizi bogați în gheață. În schimb, datele sugerează că hidrogenul ar fi fost incorporat în interiorul Pământului în timpul procesului de formare al planetei, adică încă din fazele inițiale de acreție a materialului planetar.
Implicații pentru dinamica planetei
Descoperirea are implicații importante pentru înțelegerea modului în care hidrogenul interacționează cu mantaua și, indirect, cu procesele geodinamice – cum ar fi topirea rocilor, formarea magmei și activitatea vulcanică.
De exemplu, hidrogenul care migrează către mantaua superioară poate reacționa cu oxigenul prezent acolo pentru a forma apă, ceea ce poate reduce punctul de topire al rocilor și poate favoriza generarea magmei. Astfel, hidrogenul adânc încorporat în structură nu este doar un simplu „rezervor inactiv”, ci poate influența activitatea geologică de la suprafață pe termen geologic.
Sursa: Science News