Prima di procedere
Un recente studio ha fornito prove sperimentali decisive che indicano il nucleo del nostro pianeta come il più grande serbatoio di idrogeno presente sulla Terra. Da tempo, gli scienziati sospettavano che, oltre al ferro, il nucleo contenesse anche elementi leggeri, una necessità per spiegare la sua densità inferiore rispetto al ferro puro. L'idrogeno è stato considerato uno dei principali candidati per questo ruolo. Se questa ipotesi fosse confermata, la quantità di idrogeno immagazzinata nel nucleo potrebbe essere equivalente a quella contenuta in ben 45 oceani.
L'esperimento chiave è stato condotto utilizzando celle ad incudine di diamante riscaldate tramite laser, uno strumento che consente di ricreare, con un grado di accuratezza sempre maggiore, le condizioni estreme esistenti nel nucleo terrestre: pressioni fino a 111 GPa e temperature che si avvicinano ai 5100 K (4826,85 °C). I campioni di ferro, accuratamente preparati per simulare la composizione del nucleo, sono stati messi a contatto con vetro silicato idratato, un materiale che funge da equivalente del primordiale oceano di magma.
Dopo questa fase cruciale, i campioni sono stati sottoposti ad un'analisi approfondita utilizzando la tomografia a sonda atomica. Questa tecnica avanzata ha permesso di creare mappe tridimensionali della composizione elementare a livello nanoscopico. Nelle strutture raffreddate, sono state scoperte nanostrutture caratterizzate da un rapporto silicio-idrogeno prossimo a 1:1. Questo dato ha reso possibile estrapolare il contenuto di idrogeno nel nucleo, basandosi sulla quantità nota di silicio (stimata tra il 2% e il 10% in massa). I risultati indicano che il contenuto di idrogeno nel nucleo potrebbe variare approssimativamente tra lo 0,07% e lo 0,36% in massa, una quantità che corrisponde a un volume impressionante, compreso tra 9 e 45 volte la massa totale dell'acqua presente in tutti gli oceani terrestri.
Questa scoperta ha implicazioni significative per la nostra comprensione dell'origine dell'acqua sulla Terra. Se il nucleo contiene una quantità così elevata di idrogeno, ciò suggerisce che gran parte dell'idrogeno (e, di conseguenza, dell'acqua) è stata catturata dal pianeta durante la fase di accrescimento, contemporaneamente alla formazione del nucleo stesso. Questa ipotesi mette in discussione la teoria di una consegna tardiva dell'acqua tramite comete o asteroidi, avvenuta successivamente alla formazione del nucleo.
In sintesi, questa ricerca non solo fornisce una stima più precisa della composizione dello strato più profondo del nostro pianeta (un luogo fisicamente inaccessibile all'uomo), ma modifica anche le nostre concezioni sull'evoluzione primordiale della Terra. L'idrogeno presente nel nucleo potrebbe provenire dall'atmosfera primordiale e dall'oceano magmatico, e la sua presenza potrebbe contribuire a spiegare diverse caratteristiche geochimiche e geofisiche, tra cui la generazione del campo magnetico e la circolazione delle sostanze all'interno del pianeta. Pur rimanendo alcune incertezze (ad esempio, la possibile contaminazione dei campioni o la precisione delle stime sulla quantità di silicio nel nucleo), questo studio rappresenta ad oggi la prova sperimentale più diretta dell'esistenza di idrogeno nel cuore della Terra. Ulteriori ricerche e analisi saranno fondamentali per confermare e raffinare questi risultati, aprendo nuove prospettive sulla storia e la dinamica del nostro pianeta.
