Il nucleo della Terra ospiterebbe una quantità di idrogeno fino a 45 volte quella negli oceani: lo studio

Nel nucleo terrestre si troverebbe il più grande serbatoio di idrogeno del pianeta, disciolto nel ferro-nichel che costituisce buona parte del nucleo, in una quantità compresa addirittura tra 9 e 45 volte quella contenuta negli oceani e che corrisponde allo 0,07-0,36% della massa del nucleo. Questo elemento sarebbe stato immagazzinato circa 4,5 miliardi di anni fa, quando la Terra si è formata. La scoperta suggerisce che l’acqua terrestre provenga principalmente dall’interno della Terra e non dagli impatti con le comete, come si riteneva finora. A sostenerlo è il nuovo studio, pubblicato sulla rivista Nature Communications, dei ricercatori dell’Università di Pechino, che sono arrivati a questa conclusione attraverso complesse simulazioni in laboratorio.

Cosa dice studio sull’idrogeno del nucleo terrestre

Lo studio della propagazione delle onde sismiche all’interno del nostro pianeta, unito a simulazioni ed esperimenti in laboratorio, ci ha permesso di ottenere informazioni sulla composizione e sulle proprietà fisiche del nucleo terrestre. Si è così scoperto che questo strato è costituito prevalentemente da ferro, ma anche che non è abbastanza denso da contenere soltanto questo elemento. Ciò ha portato già in passato i ricercatori a ipotizzare che insieme al ferro ci sia un elemento chimico più leggero, in particolare l’idrogeno. Tuttavia, stimare la quantità di idrogeno è molto difficile perché ci si deve basare su misure indirette e ricreare le condizioni estreme che caratterizzano il nucleo. È ciò che hanno cercato di fare i ricercatori cinesi, facendo interagire piccoli campioni di ferro e di silicati idrati (composti da silicio e ossigeno), contenuti nell’“oceano di magma” che 4,5 miliardi di anni fa costituiva il nostro pianeta, e da cui poi gli elementi densi e pesanti come il ferro sono migrati verso il centro. I campioni sono stati sistemati in particolari dispositivi chiamati celle a incudine di diamante e sono stati riscaldati fino a una temperatura di circa 4827 °C, esercitando una pressione di circa 111 gigapascal.

Dopo aver lasciato raffreddare e solidificare i campioni, i ricercatori hanno utilizzato la tecnica della tomografia a sonda atomica, che ha permesso di mappare la distribuzione degli elementi chimici. Hanno così osservato come, in presenza di tali temperature e pressioni, il ferro abbia intrappolato piccole strutture contenenti silicio e idrogeno nello stesso numero di atomi. È stato così possibile calcolare la concentrazione complessiva dell’idrogeno: è risultato che il nucleo terrestre contiene lo 0,07-0,36% di idrogeno, equivalente a 9-45 volte l’acqua contenuta negli oceani.

Perché la scoperta è importante per l’origine dell’acqua terrestre

La scoperta è molto importante per comprendere meglio l’origine dell’acqua sul nostro pianeta. La presenza di una tale quantità di idrogeno nel nucleo terrestre implica che questo elemento, il più abbondante del Sistema solare, sia stato intrappolato durante la formazione della Terra. L’idrogeno rilasciato dal nucleo nel mantello nel corso del tempo si sarebbe trasformato in acqua. In profondità, l’acqua avrebbe favorito la fusione delle rocce del mantello e quindi la formazione del magma che alimenta le eruzioni vulcaniche. Attraverso le eruzioni, l'acqua avrebbe raggiunto la superficie influendo sul suo ciclo globale e assicurando l’abitabilità del pianeta. Quindi, non sarebbero stati i successivi impatti delle comete, che sappiamo contenere ghiaccio, a portare la maggior parte dell’acqua sulla Terra. Questa scoperta dovrà essere integrata con nuove analisi che avranno lo scopo di perfezionare la misurazione della quantità di idrogeno nel nucleo e la comprensione del suo ruolo all’interno della Terra.

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