Các thí nghiệm mới nhất cho thấy lõi Trái Đất có thể chứa tới 0,36% trọng lượng là hydro. Lượng hydro khổng lồ này nếu rò rỉ lên lớp manti (mantle) giàu oxy sẽ tạo thành một trữ lượng nước khổng lồ.
Theo nghiên cứu công bố ngày 10/02 trên tạp chí Nature Communications, các nhà khoa học cho biết một lượng hydro đủ để tạo ra hàng chục đại dương có thể đã bị “giam cầm” trong lõi Trái Đất từ quá trình hình thành hành tinh. Những kho dự trữ sâu thẳm này có thể gây ảnh hưởng trực tiếp đến các quá trình diễn ra trên bề mặt.
Nhà địa động lực học Motohiko Murakami (ETH Zurich) giải thích: “Hydro không tồn tại dưới dạng nước lỏng trong lõi. Tuy nhiên, khi nó thoát lên phía trên vào lớp manti và phản ứng với oxy – nguyên tố khoáng sản dồi dào nhất tại đây – nó sẽ chuyển hóa thành nước.”
Phương pháp nghiên cứu trực tiếp
Trước đây, các ước tính về trữ lượng hydro trong lõi thường dựa trên các phép đo gián tiếp và có sự sai lệch rất lớn. Trong nghiên cứu này, nhóm của Murakami đã sử dụng phương pháp tiếp cận trực tiếp hơn:
Mô phỏng lõi: Họ tạo ra các mảnh lõi nhân tạo từ sắt, bao bọc trong lớp thủy tinh chứa hydro.
Áp suất và nhiệt độ cực hạn: Các mẫu thử được ép giữa hai khối kim cương và nung nóng bằng laser lên tới 4.826°C. Điều này mô phỏng điều kiện khi lõi Trái Đất sơ khai còn là một đại dương magma.
Phân tích cấu trúc: Sau khi làm nguội nhanh, nhóm nghiên cứu sử dụng đầu dò đặc biệt để lập bản đồ phân bố nguyên tố. Họ phát hiện silicon và hydro luôn tồn tại cùng nhau với tỉ lệ nguyên tử là 1:1.
Kết quả kinh ngạc: 45 đại dương nước
Dựa trên tỉ lệ 1:1 này và các quan sát địa vật lý trước đó (cho biết lõi chứa 2 – 10% trọng lượng là silicon), nhóm nghiên cứu ước tính hydro chiếm khoảng 0,07 đến 0,36% trọng lượng lõi Trái Đất.
Ông Murakami nhận định: “Con số này tương đương với lượng nước của 9 đến 45 đại dương cộng lại.”
Theo thời gian, một phần hydro này có thể đã rò rỉ vào lớp manti và tạo thành nước. Lượng nước này làm đá ở lớp manti dễ nóng chảy hơn, tạo ra magma và gián tiếp thúc đẩy các đợt phun trào núi lửa trên bề mặt Trái Đất.
