地球本身就是水主要來源？新實驗揭露地核藏氫量還可造數十個海洋

地球最大氫氣儲藏庫不在地殼或海洋，而是核心。根據一項新實驗模擬結果，科學家發現地球形成過程核心可能蘊藏足以形成數十個海洋的氫氣，當氫洩漏至地函進一步與氧結合，可能才是地球水的主要來源。

從外太空看，地球最顯眼特徵就是海水，科學界一直在追尋地球龐大水資源從何處來的答案，主流看法認為一部分水在地球形成時已「內建」（含水礦物、氫與氧結合），之後一部分水透過小行星、彗星撞擊補貨。

根據一篇新研究，地球核心可能還鎖藏可形成數十個海洋的氫，這些元素能在逸出地函時與氧反應變成水。

過去研究對地核氫儲量估算值差異巨大，且都基於鐵內氫元素豐度進行間接測量，因為我們無法抵達地球核心，更不用說獲取樣本，對核心構成的理解都基於實驗模擬。

蘇黎世聯邦理工學院地球動力學家 Motohiko Murakami 團隊新研究採取更直接方法，使用鑽石高壓砧擠壓裝在水合矽酸鹽玻璃內的小鐵球，使其壓力達 111 GPa，溫度則加熱至 5,100 K，合理重現氫元素在極端環境的行為。

作為比較，地核壓力下限約 136 GPa，溫度介於 5,000～6,000 K。

在此實驗條件下樣品完全液化，沒有固體物質殘留，鐵、矽、氧、氫自由移動，系統行為方式與預期的地球早期熔融核心行為相同，且氫容易與鐵混合，進而與混合物中的氧、矽結合；換句話說，數十億年前地球核心形成，氫可能以同樣方式被隔離其中。

我們已知地核並非純鐵實心球，可能有 2～10% 成分為矽，新研究進一步計算出核心約 0.07～0.36% 質量為氫，相當於地球海洋氫含量 9～45 倍。

我們能看見的氫可能只佔地球總庫存一小部分，了解核心被困的氫氣含量有助我們更理解地球形成歷史、如何產生磁場，以及水究竟從何而來，而其他岩石系外行星——就算表面看起來乾燥，表面深處也可能隱藏大量可形成水的資源。

新論文發表在《自然通訊》（Nature Communications）期刊。

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（首圖來源：NASA）

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