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2026-02-13 12:17:00
CNNインターナショナルのニュースによると 科学 彼の人々は、地球の核には少なくとも海洋サイズ 9 個分に相当する量の水素が含まれている可能性があると計算しました。上限は海洋ボリューム 45 までです。
科学者らの報告によると、水素は炉心の総重量の約0.07％から0.36％を占める可能性があるという。この研究結果は、Nature Communications誌に掲載された。
研究の筆頭著者と北京大学 空間 理学部の教員である黄東陽氏は、この結果は、地球がその形成時に水の大部分を獲得した可能性があることを示していると述べた。この評価は、彗星の衝突によって水が後に地表に運ばれたという一部の見解に代わるものを提供する。
Huang氏は、地球の歴史の最初の100万年において、水のほとんどは核に蓄えられていた可能性があると述べた。研究によると、水の豊富さの点では核に次いでマントルと地殻が続いています。表面は水分が最も少ない層として目立ちます。
46億年の形成過程
約46億年前、太陽の周りで岩石、ガス、塵の雲が衝突して若い地球が形成されました。時間が経つにつれて、これらの衝突は核、マントル、地殻を形成しました。
高圧下にある高密度で熱い金属コアは、主に鉄とニッケルで構成されています。この液体金属構造は地球の磁場を生成します。
ライス大学の地球システム科学教授、ラジディープ・ダスグプタ氏は、水素は、惑星の主要な成長段階中に存在する場合にのみ核形成金属液体に入ることができると指摘した。ダスグプタ氏は新たな研究には関与していない。
水素の測定はなぜ難しいのですか?
科学者たちは長い間、原子核内にどれだけの水素が存在するかを理解しようと努めてきました。しかし、核に直接アクセスすることは不可能であり、実験室環境でこのような極圧条件を再現することは困難です。
水素は元素の中で最も軽くて小さいため、通常の分析方法では測定が難しい元素として知られています。これまでの研究では、鉄結晶の格子構造の広がりを調べるX線回折法を使って予測が行われてきた。これらの推定値は、10 ppm から 10,000 ppm までの広い範囲を示しました。
原子スケールの新しい手法
研究の範囲内で、科学者たちは別の手法を使用しました。科学者らは直径約20ナノメートルの針状サンプルを用意し、制御された高電圧下でこれらのサンプルを検査した。原子はイオン化され、1つずつ数えられました。
研究者らは、炉心内の温度と圧力の状態を再現する実験を実施した。液体金属コアの表現として鉄が使用されました。鉄は、ダイヤモンドアンビルセルと呼ばれる高圧装置内でレーザーで溶かされました。次に、原子プローブトモグラフィー法を用いて水素などの元素を直接観察しました。この方法により、原子スケールでの三次元イメージングと化学組成分析が可能になります。
実験の結果、金属が冷えるにつれて水素がシリコンおよび酸素と相互作用し、水素とシリコンの比率は約 1 対 1 であることが明らかになりました。これらの比率をシリコンの以前の推定値と組み合わせることにより、研究者らはコア内の水素の量を計算しました。
磁場と居住可能性の関係
研究者らは、鉄のナノ構造におけるシリコン、酸素、水素間の相互作用が、コアからマントルへの熱伝達に関する手がかりを提供すると述べた。このプロセスは地球の磁場の形成において重要な役割を果たします。磁場は、地球の居住可能性にとって不可欠な要素の 1 つです。
科学者らは、この予測は間接的な方法に基づいており、不確実性が含まれていることを強調した。東京大学の廣瀬啓教授は、核内の水素の割合は0.2パーセントから0.6パーセントの間である可能性があると示唆しました。廣瀬氏は、この割合は新たな研究の推定値よりも高かったと述べた。
これに関連して科学者らは、水素は地球の成長過程で輸送された可能性があると述べた。専門家によると、水素の一部はガス雲から来た可能性があり、一部は彗星や小惑星から来た可能性があるという。
一方、水素は、炭素、窒素、酸素、硫黄、リンとともに生命の基本元素の一つです。科学者らは、この新たな発見は地球の形成と生命の進化に関する議論に貢献すると述べている。
出典：新聞酸素
#水は外部から地球に来たのではなく核で海洋サイズの物体45個を発見