Ο πυρήνας της Γης μπορεί να διαρρέει υδρογόνο εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια
Σχηματικό μοντέλο για την προέλευση ισοτοπικών ανωμαλιών σε βασάλτες ωκεανικών νησιών. Από: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756.
Όταν σχηματίστηκε η Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, ο μεταλλικός πυρήνας της ήταν τυλιγμένος σε έναν παγκόσμιο ωκεανό από λιωμένο βράχο, ο οποίος τελικά ψύχθηκε και κρυσταλλώθηκε για να σχηματίσει τον μανδύα. Σήμερα, όταν βαθιά ριζωμένα λοφία του μανδύα ανεβαίνουν προς την επιφάνεια και προκαλούν ηφαιστειακές εκρήξεις, η λάβα που προκύπτει μπορεί να περιέχει υδρογόνο από τα βάθη του πλανήτη.
Το υδρογόνο υπάρχει σε δύο σταθερές μορφές, το τυπικό ελαφρύ υδρογόνο και μια βαρύτερη εκδοχή που ονομάζεται δευτέριο. Ενώ τα περισσότερα ηφαιστειακά πετρώματα έχουν σχετικά κανονικές αναλογίες ισοτόπων υδρογόνου, ορισμένες λάβες που σχετίζονται με τα βαθιά λοφία του μανδύα περιέχουν ασυνήθιστα χαμηλή αναλογία δευτερίου.
Αυτό το σπάνιο μείγμα έχει προκαλέσει μια σημαντική συζήτηση: Μήπως αυτή η υπογραφή χαμηλής περιεκτικότητας σε δευτερίου σχηματίστηκε πολύ καιρό πριν, καθώς ο πρώιμος ωκεανός μάγματος πάγωσε, ή μήπως προέρχεται από διαρροή υδρογόνου από τον μεταλλικό πυρήνα της Γης;
Ταξιδεύοντας πίσω στις λιωμένες απαρχές της Γης
Για να προσπαθήσει να απαντήσει σε αυτό το ερώτημα, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Wenzhong Wang στο Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας χρησιμοποίησε προηγμένες προσομοιώσεις υπολογιστών για να αναπαράγει συνθήκες χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια της Γης.
Εξέτασαν πώς συμπεριφέρονταν οι δύο μορφές υδρογόνου καθώς το λιωμένο πέτρωμα ψύχεται και κρυσταλλώνεται σε διαφορετικά ορυκτά. Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποίησε τα αποτελέσματα για να μοντελοποιήσει τον τρόπο με τον οποίο οι δύο μορφές υδρογόνου θα είχαν κατανεμηθεί μέσω του πρώιμου μανδύα της Γης.
Σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Science Advances , οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι καθώς το αρχαίο μάγμα ψύχεται και κρυσταλλώνεται, οι δύο μορφές υδρογόνου κατανέμονται σχετικά ομοιόμορφα μέσω του μανδύα. Υπήρξαν κάποιες μικρές διαφορές στις αναλογίες σε διαφορετικά βάθη, αλλά τίποτα σαν τα ασυνήθιστα χαμηλά επίπεδα δευτερίου που βρίσκονται σε ηφαιστειακά πετρώματα από μέρη όπως το νησί Μπάφιν στην καναδική Αρκτική και την Ισλανδία.
«Τα αποτελέσματά μας καταδεικνύουν ότι η κρυστάλλωση του ωκεανού μάγματος δεν παράγει σημαντική κλασμάτωση ισοτόπων υδρογόνου μέσα στο μανδύα της Γης», δήλωσαν οι συγγραφείς της μελέτης.
Η περίπτωση μιας διαρροής πυρήνα
Αυτό σημαίνει ότι το πάγωμα του ωκεανού του μάγματος δεν μπορεί να εξηγήσει αυτές τις ασυνήθιστες υπογραφές. Ως εκ τούτου, οι ερευνητές υποστηρίζουν την άποψη ότι η διαρροή από τον πυρήνα είναι πιθανή. Υποστηρίζουν ότι υδρογόνο με χαμηλή αναλογία δευτερίου πιθανότατα έχει διαρρεύσει από τον μεταλλικό πυρήνα της Γης στον περιβάλλοντα μανδύα κατά τη διάρκεια δισεκατομμυρίων ετών.
Και υπάρχει μια άλλη ένδειξη που δείχνει προς τον πυρήνα. Μερικά από αυτά τα ηφαιστειακά πετρώματα έχουν επίσης ασυνήθιστα υψηλές αναλογίες ηλίου-3 προς ήλιο-4. Το ήλιο-3 είναι μια σπάνια μορφή ηλίου που μπορεί να έχει διατηρηθεί στον πυρήνα της Γης για δισεκατομμύρια χρόνια.
Αν και τα ευρήματα ενισχύουν την υπόθεση ότι το υδρογόνο διαρρέει από τον πυρήνα, παραμένει ασαφές πώς ακριβώς το υλικό φτάνει από εκεί στον μανδύα.
«Η διευκρίνιση των μηχανισμών με τους οποίους οι βασικές υπογραφές μεταφέρονται στον μανδύα παραμένει ένας σημαντικός στόχος για μελλοντικές μελέτες».
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα phys.org
περισσότερα,
Yu Zhang et al., Hydrogen isotopes reveal water leakage from the core, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756
Science Advances
https://phys.org/news/2026-10-earth-core-leaking-hydrogen-billions.html#google_vignette
