Огромный генератор водорода на границе ядра и мантии Земли

Новое исследование международной группы учёных показало, что при встрече воды с железным ядром Земли на границе ядра и мантии, где царят экстремальные давление и температура, может происходить естественное расщепление воды на водород и сверхокисленный диоксид железа. Это открытие имеет далеко идущие последствия, включая понимание границы раздела как огромного генератора водорода, разделение глубоких циклов воды и водорода в недрах Земли и накопление богатых кислородом областей.

Исследование, опубликованное в журнале National Science Review, основано на экспериментах при высоких давлениях и температурах, а также теоретических расчётах реакции между водой и железом. Учёные из Центра науки и технологий высоких давлений (HPSTAR, Китай), Института Карнеги (Вашингтон, США) и Стэнфордского университета наблюдали образование промежуточных оксидов железа и гидрида железа, а конечными продуктами реакции стали водород и новый диоксид железа. По оценкам авторов, в результате тектоники плит около 300 миллионов тонн воды в год может переноситься вглубь и встречаться с железом ядра, генерируя огромное количество свободного водорода на глубине 2900 км.

Кроме того, непрерывное накопление сверхокисленного диоксида железа на границе ядра и мантии на протяжении истории Земли может создавать крупные области, обнаруживаемые сейсмическими методами. В случае перегрева со стороны ядра из этих областей может высвободиться и извергнуться на поверхность огромное количество кислорода, что способно вызвать колоссальные события, подобные Великому кислородному событию 2,4 миллиарда лет назад, которое наполнило атмосферу кислородом и позволило развиться аэробной жизни. «Эта вновь открытая реакция расщепления воды в недрах Земли влияет на геохимию от атмосферы до глубоких недр», — отметил ведущий автор работы Хо-Кванг Мао.