Dışarıdan bakıldığında, gezegenimiz hidrojen açısından pek zengin görünmeyebilir. Ancak bu, evrenin en bol elementinin Dünya'da hiç bulunmadığı anlamına gelmiyor. Oksijene bağlı olarak su şeklinde gözümüzün önünde duruyor.
Yeni bir çalışmaya göre, gezegenimizin çekirdeğinde, derinliklerde yer alan yoğun demir alaşımına bağlı muazzam miktarda hidrojenin hapsolmuş olabileceği düşünülüyor.
Peki ne kadar hidrojen? Bu miktar, Dünya okyanuslarında bulunan yaklaşık 150 kentilyon kilogram hidrojenin tam 45 katı olabilir. Bu da gezegenimizin çekirdeğini, Dünya üzerindeki en büyük hidrojen deposu haline getiriyor.
Elbette bu kaynağa ulaşmamız mümkün değil. Ancak çekirdekte ne kadar hidrojenin sıkışmış olduğunu bilmek, bilim insanlarının gezegenimizin oluşum tarihini, manyetik alanını nasıl ürettiğini ve suyunun kaynağının nere olduğunu anlamasına yardımcı oluyor.
Hatta, bu kadar büyük bir miktarın, Dünya'nın suyunun büyük kısmını geç dönemdeki asteroitler aracılığıyla değil, gezegen oluşumunun ana aşamalarında kazandığı anlamına gelebileceği belirtiliyor.
Gezegenimizin çekirdeğine ulaşmanın imkansızlığı göz önüne alındığında, buranın içeriği hakkındaki bilgimiz büyük ölçüde laboratuvar deneyleri, simülasyonlar ve hesaplamalara dayanıyor.
Yapılan yeni çalışma, bu alandaki en sağlam araştırmalardan biri olma niteliği taşıyor. Araştırmacılar, bir elmas örs hücresi kullanarak, hidrate edilmiş bir silikat camı içine gömülmüş küçük bir demir topunu 111 gigapaskala kadar basınca ve yaklaşık 5.100 Kelvin sıcaklığa maruz bıraktılar. Dünya çekirdeğindeki düşük basınç sınırı yaklaşık 136 gigapaskal ve sıcaklık ise kabaca 5.000 ila 6.000 Kelvin arasında değişiyor.
Deneydeki basınç, çekirdekteki basınca tam olarak ulaşmasa da, bu elementlerin böylesine aşırı bir ortamda nasıl davrandıklarının makul bir temsilini sunuyor.
Bu sıcaklık aralığında, numune tamamen sıvı hale geliyor ve katı madde kalmıyor; bileşenler iyice karışmış durumda. Bu girdaplı karışımda, demir, silikon, oksijen ve hidrojen serbestçe hareket ediyor ve sistem, Dünya'nın erken erimiş çekirdeğinin davrandığı gibi davranıyor.
Bilim insanlarının laboratuvarda bir çekirdek numunesini yeniden üretmeye yakınlaştıkları en iyi durum bu olsa da, elde edilen numune sadece kısa bir süre dayanıyor.
Sonuçlar, hidrojenin demirle kolayca karıştığını ve oradan da karışımdaki oksijen ve silikonla bağlandığını gösterdi. Milyarlarca yıl önce gezegenimizin çekirdeği oluşurken, hidrojen de aynı şekilde orada sıkışmış olabilirdi.
Çekirdeğin saf demirden oluşmadığını biliyoruz; sismik dalgaları yansıtma şekli, saf demir kadar yoğun olmadığını gösteriyor. Önceki analizler, çekirdeğin ağırlıkça yüzde 2 ila 10'unun silikon olabileceğini ortaya koymuştu.
Bu tahminlere ve örs deneyinde hidrojenin silikonla nasıl bağlandığına dayanarak, ekip çekirdek kütlesinin yüzde 0,07 ila 0,36'sının hidrojen olduğunu hesapladı.
Bu, Dünya okyanuslarındaki tüm suyun içerdiği hidrojen miktarının 9 ila 45 katına denk geliyor; bu da toplamda 1,35 ila 6,75 sekstilyon kilograma ulaşıyor.
Bilim insanları uzun zamandır Dünya'nın çekirdeğinin hidrojen barındırdığından şüpheleniyorlardı, ancak miktarı belirlemek zordu. Bu çalışma, gezegenin dışarıdan hidrojen açısından fakir görünse de, görünen hidrojenin Dünya'nın toplam envanterinin yalnızca küçük bir kısmını temsil edebileceğini öne sürüyor.
Çekirdeğe ne kadar hidrojenin hapsedildiğini anlamak, bilim insanlarının Dünya'nın suyunun nereden geldiğini ve milyarlarca yıl boyunca nasıl depolanıp geri dönüştürüldüğünü yeniden yapılandırmasına yardımcı oluyor. Eğer hidrojen ve oksijen zamanla çekirdeğe girip çıkabiliyorsa, su yüzeydeki okyanuslardan çok daha derine gömülü olabilir.
Ve eğer bu süreç yaygın çıkarsa, uzaktan kuru görünen diğer kaya gezegenlerinin de yüzeylerinin derinliklerinde gizli su barındırabileceği anlamına gelebilir.
