Simulările arată că cristalizarea magma-oceanului nu explică raportul izotopic al hidrogenului din lavele profunde
Unele lave asociate panourilor mantalei profunde conțin hidrogen cu o proporție neobișnuit de scăzută de deuteriu — forma grea a hidrogenului —, iar o nouă cercetare publicată în Science Advances sugerează că acest semnătură nu poate fi explicată prin cristalizarea magma-oceanului primordial. Concluzia întărește ipoteza potrivit căreia hidrogenul ar fi putut ieși din nucleul metalic al Pământului de-a lungul a miliarde de ani.
Cum a fost testată ipoteza
O echipă condusă de Wenzhong Wang, de la University of Science and Technology of China, a folosit simulări pe calculator pentru a reproduce condițiile de la mii de kilometri adâncime. Cercetătorii au urmărit modul în care cele două forme stabile ale hidrogenului — hidrogenul obișnuit și deuteriul — s-au comportat atunci când roca topită s-a răcit și s-a cristalizat în minerale diferite. Rezultatele au fost apoi folosite pentru a modela distribuția celor două forme în mantaua timpurie a Pământului.
Ce au arătat rezultatele
Potrivit studiului, pe măsură ce magma antică s-a răcit și s-a cristalizat, cele două forme de hidrogen s-au distribuit relativ uniform în manta. Au existat mici diferențe de raport la diferite adâncimi, dar nimic comparabil cu nivelurile extrem de scăzute de deuteriu întâlnite în rocile vulcanice din zone precum insula Baffin, în Arctica canadiană, și Islanda.
„Rezultatele noastre demonstrează că cristalizarea magma-oceanului nu produce o fracționare izotopică substanțială a hidrogenului în manta Pământului”, au declarat autorii studiului.
Indiciile care susțin un nucleu „care pierde” hidrogen
Din moment ce înghețarea magma-oceanului nu poate explica semnăturile neobișnuite, cercetătorii se pronunță în favoarea explicației legate de scurgerea din nucleu. Ei susțin că hidrogenul cu o proporție redusă de deuteriu a ieșit probabil din nucleul metalic al Pământului în manta, de-a lungul a miliarde de ani.
Un alt indiciu vine din raportul izotopilor de heliu. Unele dintre aceste roci vulcanice au și rapoarte neobișnuit de ridicate între heliu-3 și heliu-4. Heliu-3 este o formă rară de heliu care ar fi putut fi conservată în nucleul Pământului timp de miliarde de ani.
Ce rămâne de lămurit
Deși rezultatele întăresc ipoteza scurgerii de hidrogen din nucleu, modul exact în care materialul ajunge de acolo în manta rămâne neclar. „Elucidarea mecanismelor prin care semnăturile nucleului sunt transferate în manta rămâne o țintă importantă pentru studiile viitoare”, au precizat autorii.
