Globoko pod našimi nogami se morda že milijarde let odvija počasen proces, ki pušča sledove v vulkanskih kamninah na površju. Nova raziskava kaže, da bi vodik iz kovinskega jedra Zemlje lahko prehajal v plašč in se nato z dvigajočo magmo približeval površju.
Ko je Zemlja nastala, je bilo njeno kovinsko jedro obdano z velikanskim oceanom staljenih kamnin. Ta se je sčasoma ohladil in kristaliziral ter oblikoval plašč, ki obdaja jedro našega planeta.
Raziskovalci že dlje časa vedo, da lava, ki jo na površje prinesejo globoki plaščni stebri, vsebuje vodik iz notranjosti Zemlje. Posebej zanimive so vulkanske kamnine z območij, kot sta Islandija in Baffinov otok v kanadski Arktiki, saj imajo nenavadno izotopsko sestavo.
Nenavadno malo težkega vodika
Vodik ima dve stabilni obliki. Najpogostejši je lahki vodik, druga oblika pa je devterij oziroma težki vodik. V nekaterih kamninah, povezanih z globokimi plaščnimi stebri, so znanstveniki odkrili nenavadno majhen delež devterija.
To je sprožilo razpravo o izvoru takšnega podpisa. Ena možnost je bila, da je posebna sestava nastala ob ohlajanju prvotnega oceana magme. Druga razlaga je vodik, ki naj bi počasi uhajal iz Zemljinega jedra.
Skupina pod vodstvom Wenzhonga Wanga z Univerze za znanost in tehnologijo Kitajske je z računalniškimi simulacijami poustvarila razmere, kakršne vladajo več tisoč kilometrov pod površjem. Raziskovalci so preverjali, kako sta se lahki vodik in devterij obnašala med ohlajanjem in kristalizacijo staljene kamnine.
Simulacije kažejo proti jedru
Rezultati, objavljeni v znanstveni reviji Science Advances, kažejo, da kristalizacija oceana magme ni mogla ustvariti tako velikih razlik med izotopoma vodika, kot jih danes opažajo v nekaterih vulkanskih kamninah.
Raziskovalci zato menijo, da je verjetnejša druga razlaga: vodik z zelo majhnim deležem devterija je v Zemljin plašč več milijard let prehajal iz kovinskega jedra.
To možnost podpira še ena sled. Nekatere izmed obravnavanih vulkanskih kamnin vsebujejo tudi razmeroma veliko helija-3, redke oblike helija, ki bi se lahko v jedru ohranila vse od zgodnjega obdobja nastajanja Zemlje.
Nova raziskava sicer še ne pojasnjuje, po kakšni poti in s kakšnimi mehanizmi snovi iz jedra prehajajo v plašč. Avtorji poudarjajo, da bo prav razumevanje tega prenosa eden pomembnejših ciljev prihodnjih raziskav.
Ugotovitve bi lahko pomagale pojasniti ne le današnjo sestavo Zemljine notranjosti, temveč tudi nastanek vode in zgodnji razvoj našega planeta.
