La più grande riserva di idrogeno del pianeta potrebbe non trovarsi negli oceani, né nell’atmosfera. Secondo una nuova ricerca pubblicata su Nature Communications, l’enorme deposito di questo elemento fondamentale sarebbe nascosto nel nucleo terrestre, a migliaia di chilometri sotto i nostri piedi.
Lo studio, condotto dai ricercatori della Università di Pechino, suggerisce che il nucleo contenga tra nove e 45 volte più idrogeno rispetto agli oceani. Una scoperta che potrebbe mettere fine a un lungo dibattito scientifico su quando e come l’idrogeno – e quindi parte dell’acqua terrestre – sia arrivato sul nostro pianeta.
Un enigma che dura da decenni
Capire quanta quantità di idrogeno si trovi nelle profondità della Terra è estremamente complesso. L’idrogeno è l’elemento più leggero e piccolo dell’universo: in ambienti ad altissima pressione e temperatura, come quelli del nucleo, diventa quasi impossibile da rilevare con le tecniche tradizionali.
Per anni, gli scienziati hanno discusso se l’idrogeno fosse stato portato sulla Terra principalmente dalle comete, che avrebbero bombardato il pianeta dopo la formazione del nucleo circa 4,5 miliardi di anni fa.
La nuova ricerca cambia prospettiva: l’idrogeno potrebbe essere entrato nel nucleo durante la sua formazione, non dopo.
La tecnologia che ha reso possibile la scoperta
Il team guidato dal professor Dongyang Huang ha utilizzato una tecnica avanzata chiamata tomografia a sonda atomica, capace di fornire una mappatura tridimensionale su scala nanometrica di tutti gli elementi chimici.
Questo metodo è particolarmente adatto per analizzare campioni sottoposti a condizioni estreme, simili a quelle presenti nelle profondità terrestri.
Per simulare la nascita del nucleo, i ricercatori hanno:
- Rivestito un campione di ferro metallico con vetro silicato idrato, per riprodurre un nucleo circondato da magma.
- Inserito il campione in una cella a incudine di diamante, uno strumento in grado di generare pressioni elevatissime comprimendo due cristalli di diamante.
- Riscaldato il sistema con laser fino a circa 4.830 °C, temperature comparabili a quelle interne del pianeta.
Cosa succede al ferro in condizioni estreme
L’esperimento ha mostrato che idrogeno, ossigeno e silicio si dissolvono simultaneamente nella struttura cristallina del ferro quando vengono sottoposti a pressioni e temperature estreme.
Un dettaglio cruciale: idrogeno e silicio sono entrati nel “nucleo” simulato in quantità simili. Questo ha permesso di stimare che l’idrogeno rappresenti tra lo 0,07% e lo 0,36% del peso del nucleo terrestre.
Una percentuale che può sembrare minima, ma che su scala planetaria equivale a una quantità enorme: fino a 45 volte quella contenuta negli oceani.
Addio all’ipotesi delle comete?
Se l’idrogeno fosse arrivato principalmente tramite comete dopo la completa formazione del nucleo, si troverebbe concentrato negli strati più esterni della Terra.
Il fatto che il nucleo sia invece la principale riserva suggerisce che l’idrogeno sia stato incorporato prima che il nucleo fosse completamente formato, durante le primissime fasi di accrescimento del pianeta.
Questo scenario potrebbe riscrivere la cronologia dell’arrivo dell’acqua sulla Terra, con implicazioni enormi per la comprensione dell’origine degli oceani e, indirettamente, della vita.
Perché questa scoperta è così importante
L’idrogeno non è solo un elemento qualsiasi: è un componente fondamentale dell’acqua e gioca un ruolo chiave nei processi geochimici profondi.
Sapere che grandi quantità sono intrappolate nel nucleo significa rivedere:
- I modelli di formazione del pianeta
- La dinamica interna della Terra
- Le teorie sull’origine dell’acqua
- L’evoluzione chimica del mantello e della crosta
Inoltre, comprendere la distribuzione dell’idrogeno aiuta a migliorare le simulazioni sul comportamento del nucleo e sulla generazione del campo magnetico terrestre.
Uno sguardo nel cuore del pianeta
Questa ricerca dimostra quanto sia ancora poco conosciuto l’interno della Terra. Non possiamo osservare direttamente il nucleo, ma grazie a tecniche sperimentali sempre più sofisticate possiamo riprodurne le condizioni in laboratorio.
Il risultato? Una visione completamente nuova delle riserve nascoste del nostro pianeta.
Se confermata da ulteriori studi, la scoperta suggerisce che la Terra abbia trattenuto enormi quantità di idrogeno fin dalle sue primissime fasi di formazione. Un patrimonio invisibile, custodito a migliaia di chilometri di profondità, che potrebbe raccontare molto di più sulla nostra origine di quanto avessimo immaginato.
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