Dünya'nın En Büyük Hidrojen Rezervi Çekirdeğinde Saklı Olabilir

Ancak yeni bir araştırmaya göre, gezegenimizin çekirdeğinde, orada gizlenen yoğun bir şekilde paketlenmiş alaşımlı demire bağlı olarak büyük miktarlarda hidrojen de bulunabilir.

Ne kadar? Dünya'nın okyanuslarında bulunan yaklaşık 150 kentilyon kilogram hidrojenin 45 katından fazla. Bu, gezegenin çekirdeğini gezegendeki en büyük hidrojen rezervuarı yapar.

Elbette, bu rezervuarı hiçbir zaman kullanamayacağız. Ancak çekirdekte ne kadar hidrojenin hapsolduğunu bilmek, bilim insanlarının dünyamızın oluşum tarihini, manyetik alanını nasıl oluşturduğunu ve suyun nereden geldiğini anlamalarına yardımcı olur.

Nitekim, Çin'deki Pekin Üniversitesi'nden jeolog Dongyang Huang liderliğindeki bir ekip, “Böyle bir miktar, Dünya'nın suyunun çoğunu geç eklemeler sırasında kuyruklu yıldızlardan değil, karasal birikimin ana aşamalarından elde etmesini gerektirir” diye yazıyor.

Gezegenimizin çekirdeğine ulaşmanın, hatta örnek almak için onu delmenin imkansızlığı nedeniyle kısıtlı olduğumuzdan, çekirdeğin içeriği hakkındaki bilgilerimiz laboratuvar deneyleri, simülasyonlar ve hesaplamalara dayanmaktadır.

Huang ve meslektaşları tarafından yürütülen çalışma, bu konuda en sağlam çalışmalardan biridir. Araştırmacılar, elmas örs hücresi kullanarak, hidratlanmış silikat camla kaplı küçük bir demir topu 111 gigapaskal'a kadar basınçla sıkıştırırken, onu 5.100 Kelvin civarında bir sıcaklığa ısıttılar. Dünya'nın çekirdeğindeki en düşük basınç sınırı yaklaşık 136 gigapaskal ve sıcaklığı yaklaşık 5.000 ile 6.000 Kelvin arasındadır.

Deneydeki basınç, çekirdekteki basınçtan biraz düşük olsa da, bu deney, bu elementlerin böylesine aşırı bir ortamda nasıl davrandığını makul bir şekilde yeniden canlandırmaya yetecek kadar yakındır.

Bu sıcaklık aralığında, numune tamamen sıvılaşır ve katı madde kalmaz; bileşenler tamamen karışır. Bu çalkalanan karışımda demir, silikon, oksijen ve hidrojen serbestçe hareket eder ve sistem, Dünya'nın erken dönemindeki erimiş çekirdeğinin davranışını beklediğimiz şekilde davranır.

Bu, bilim insanlarının laboratuvarda bir çekirdek örneğini yeniden üretmeye en yakın sonuçtur, elde edilen örnek kısa bir süre dayanıyor olsa bile.

Sonuçlar, hidrojenin demirle kolayca karıştığını ve oradan karışımdaki oksijen ve silikonla bağlandığını gösterdi. Milyarlarca yıl önce gezegenimizin çekirdeği oluşurken, hidrojen de aynı şekilde çekirdekte hapsolmuş olabilir.

Çekirdeğin saf demir olmadığını biliyoruz; sismik dalgaları yansıtma şekli, çekirdeğin yeterince yoğun olmadığını gösteriyor. Önceki analizler, çekirdeğin ağırlığının yüzde 2 ila 10'unun silikon olabileceğini ortaya koydu.

Bu tahminlere ve örs deneyinde hidrojenin silikonla bağlanma şekline dayanarak, ekip çekirdeğin kütlesinin yüzde 0,07 ila 0,36'sının hidrojen olduğunu hesapladı.

Bu, Dünya'nın okyanuslarındaki tüm suyun içerdiği hidrojen miktarının 9 ila 45 katıdır – toplamda 1,35 ila 6,75 sekstilyon kilogram element.

Bilim adamları uzun zamandır Dünya'nın çekirdeğinin hidrojen depoladığını şüpheliyorlardı, ancak miktarını belirlemek zordu. Bu çalışma, gezegen dışarıdan hidrojen açısından fakir görünse de, görebildiğimiz hidrojenin Dünya'nın toplam hidrojen rezervinin sadece küçük bir kısmını temsil edebileceğini gösteriyor.

Çekirdekte ne kadar hidrojenin kilitli olduğunu anlamak, bilim adamlarının Dünya'nın suyunun nereden geldiğini ve milyarlarca yıl boyunca nasıl depolandığını ve geri dönüştürüldüğünü yeniden yapılandırmalarına yardımcı oluyor. Hidrojen ve oksijen zamanla çekirdeğe girip çıkabiliyorsa, su gezegende yüzeydeki okyanusların gösterdiği kadar derinlerde gömülü olabilir.

Ve bu süreç yaygınsa, diğer kayalık gezegenlerin de – uzaktan kuru görünenler bile – yüzeylerinin derinliklerinde gizli su barındırabileceği anlamına gelebilir.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.