Νέα δεδομένα αποκαλύφθηκαν για τον πυρήνα της Γης: Tι βρέθηκε στη χημική του σύσταση
Το χημικό «παράθυρο» που επέτρεψε τη ζωή
Snapshot
- Ο πυρήνας της Γης περιέχει ποσότητες υδρογόνου ισοδύναμες με 9 έως 45 φορές το νερό των σημερινών ωκεανών, ενσωματωμένο από τα πρώτα στάδια σχηματισμού του πλανήτη.
- Η ύπαρξη ζωής στη Γη εξαρτάται από μια ακριβή χημική ισορροπία που διατηρεί φώσφορο και άζωτο στην επιφάνεια, στοιχεία κρίσιμα για την ανάπτυξη ζωής.
- Τα πειράματα υπό συνθήκες υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας απέδειξαν ότι το νερό και άλλα στοιχεία παγιδεύτηκαν στον πυρήνα μέσω δεσμών με πυρίτιο και οξυγόνο κατά τη γέννηση της Γης.
- Η ανακάλυψη αλλάζει την κατανόηση για την προέλευση του νερού, υποδηλώνοντας ότι δεν προήλθε κυρίως από κομήτες αλλά ήταν ενσωματωμένο από την αρχή.
- Η αναζήτηση ζωής σε εξωπλανήτες πρέπει να λαμβάνει υπόψη την εσωτερική χημεία και τη λεπτή ισορροπία θρεπτικών στοιχείων, όχι μόνο την παρουσία νερού.
Η συνταγή για έναν κατοικήσιμο πλανήτη δεν γράφεται μόνο στην ατμόσφαιρά του ή στην απόστασή του από το άστρο του. Σύμφωνα με δύο νέες επιστημονικές μελέτες, καθοριστικό ρόλο παίζουν οι ακραίες διεργασίες που λαμβάνουν χώρα χιλιάδες χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια, στα πρώτα στάδια σχηματισμού ενός κόσμου. Τα ευρήματα δείχνουν ότι ο πυρήνας της Γης λειτούργησε ως ο μεγάλος αρχιτέκτονας των συνθηκών που επέτρεψαν την εμφάνιση της ζωής, αποθηκεύοντας τεράστιες ποσότητες υδρογόνου και διατηρώντας στην επιφάνεια πολύτιμα χημικά στοιχεία, όπως ο φώσφορος και το άζωτο.
Οι δύο έρευνες, που δημοσιεύθηκαν τον Φεβρουάριο του 2026 σε επιστημονικά περιοδικά του Nature Portfolio, αλλάζουν ριζικά όσα γνωρίζαμε μέχρι σήμερα για την προέλευση του νερού στη Γη και για τους παράγοντες που καθορίζουν αν ένας πλανήτης μπορεί να φιλοξενήσει ζωή.
Ο κρυμμένος ωκεανός στον πυρήνα της Γης
Η πρώτη μελέτη, με επικεφαλής τον Dongyang Huang, δημοσιεύθηκε στο Nature Communications και παρέχει για πρώτη φορά άμεση πειραματική μέτρηση της ποσότητας υδρογόνου που βρίσκεται εγκλωβισμένη στον πυρήνα της Γης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, το υδρογόνο αντιστοιχεί σε ποσοστό μεταξύ 0,07% και 0,36% κατά βάρος του πυρήνα, ποσότητα που ισοδυναμεί με 9 έως 45 φορές το υδρογόνο που περιέχουν όλοι οι σημερινοί ωκεανοί της Γης.
Η ανακάλυψη αυτή ρίχνει φως σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια της γεωεπιστήμης: πού «κρύβεται» το υδρογόνο του πλανήτη. Τα πειράματα έδειξαν ότι το στοιχείο αυτό δεν εισήλθε μόνο του στον πυρήνα, αλλά παγιδεύτηκε σε μικροσκοπικές δομές πυριτίου και οξυγόνου, οι οποίες ενώθηκαν με τον σίδηρο και βυθίστηκαν μαζί προς το κέντρο της Γης κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της.
«Αυτό υποδηλώνει ότι το πυρίτιο, το οξυγόνο και το υδρογόνο παγιδεύτηκαν ταυτόχρονα στον πυρήνα κατά τη γέννηση της Γης», εξηγούν οι ερευνητές. Το εύρημα αυτό ενισχύει την άποψη ότι το νερό της Γης δεν προήλθε κυρίως από κομήτες που προσέκρουσαν αργότερα στον πλανήτη, αλλά υπήρχε ήδη από τα πρώτα στάδια της δημιουργίας του.
Σύμφωνα με τη μελέτη, η σχεδόν απόλυτη αναλογία μεταξύ του υδρογόνου και του πυριτίου στα δείγματα δείχνει ότι τα δύο στοιχεία αναμείχθηκαν φυσικά κατά τη διάρκεια της πλανητικής γένεσης. Με άλλα λόγια, η Γη φαίνεται πως «γεννήθηκε» με το μεγαλύτερο μέρος του νερού της ήδη ενσωματωμένο στο εσωτερικό της.
Το χημικό «παράθυρο» που επέτρεψε τη ζωή
Η δεύτερη έρευνα, με επικεφαλής τον Craig R. Walton του ETH Zurich και δημοσιευμένη στο Nature Astronomy, εστιάζει σε έναν άλλο κρίσιμο παράγοντα: τη διαθεσιμότητα βασικών θρεπτικών στοιχείων, όπως ο φώσφορος και το άζωτο, που είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη της ζωής.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν εξελιγμένες προσομοιώσεις υπολογιστή για να αναπαραστήσουν τον τρόπο με τον οποίο τα χημικά στοιχεία κατανέμονται όταν ένας πλανήτης διαχωρίζεται σε πυρήνα και μανδύα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μόνο μέσα σε ένα εξαιρετικά στενό εύρος χημικής ισορροπίας, γνωστό ως «χημική ζώνη του Χρυσομάλλη», παραμένουν επαρκείς ποσότητες φώσφορου και αζώτου στην επιφάνεια.
Αν το περιβάλλον είναι πολύ φτωχό σε οξυγόνο, ο φώσφορος συνδέεται με βαρέα μέταλλα και βυθίζεται προς τον πυρήνα. Αντίθετα, αν υπάρχει υπερβολικό οξυγόνο, το άζωτο διαφεύγει στην ατμόσφαιρα. Μόνο ένα πολύ λεπτό σημείο ισορροπίας επιτρέπει και στα δύο στοιχεία να παραμείνουν στον μανδύα και την επιφάνεια, σε ποσότητες ικανές να στηρίξουν τη ζωή.
«Τα μοντέλα μας δείχνουν ξεκάθαρα ότι η Γη βρίσκεται ακριβώς μέσα σε αυτό το εύρος. Αν είχαμε ελάχιστα περισσότερο ή λιγότερο οξυγόνο κατά τον σχηματισμό του πυρήνα, δεν θα υπήρχε αρκετός φώσφορος ή άζωτο για να αναπτυχθεί η ζωή», δήλωσε ο Walton.
Πειράματα σε συνθήκες κόλασης
Για να καταλήξουν στα συμπεράσματά τους, οι ερευνητές της ομάδας Huang χρησιμοποίησαν πρέσες διαμαντιών και ισχυρά λέιζερ, προκειμένου να αναπαραστήσουν τις ακραίες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας που επικρατούσαν κατά τον σχηματισμό του πυρήνα. Τα πειράματα έφτασαν πιέσεις 111 γιγαπασκάλ, πάνω από ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερες από την ατμοσφαιρική πίεση στην επιφάνεια, και θερμοκρασίες 5.100 βαθμών Κελσίου.
Οι επιστήμονες περικύκλωσαν μεταλλικό σίδηρο με ειδικό γυαλί που περιείχε νερό, προσομοιώνοντας την αλληλεπίδραση του μετάλλου με τον αρχέγονο ωκεανό μάγματος. Καθώς το υλικό ψυχόταν, παρατηρήθηκαν μικροσκοπικές συστάδες ατόμων πυριτίου, οξυγόνου και υδρογόνου, οι οποίες ανιχνεύθηκαν με τρισδιάστατες τεχνικές χαρτογράφησης σχεδόν σε ατομική κλίμακα.
Η ανίχνευση του υδρογόνου αποτέλεσε ιδιαίτερη πρόκληση, καθώς πρόκειται για εξαιρετικά «διαφεύγον» στοιχείο. Η οριστική απόδειξη ότι προερχόταν από το δείγμα δόθηκε από την ανεύρεση συγκεκριμένων ιόντων πυριτίου και υδρογόνου μέσα στο μέταλλο, μειώνοντας δραστικά την αβεβαιότητα στις μετρήσεις.
Αλλαγή παραδείγματος στην αναζήτηση ζωής
Τα συμπεράσματα των δύο μελετών αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε τόσο την προέλευση του νερού στη Γη όσο και την αναζήτηση ζωής σε άλλους κόσμους. Αν το νερό ενσωματώθηκε στον πλανήτη από τη γέννησή του, τότε η ύπαρξη ωκεανών δεν είναι απλώς αποτέλεσμα τυχαίων κοσμικών συγκρούσεων, αλλά βαθύτερων χημικών διεργασιών.
Παράλληλα, η έρευνα του ETH Zurich δείχνει ότι δεν αρκεί να εντοπίσουμε έναν εξωπλανήτη με νερό. Αν το άστρο του έχει διαφορετική χημική σύσταση από τον Ήλιο, τότε ο πλανήτης μπορεί να έχει επίπεδα οξυγόνου που «καταπίνουν» τα θρεπτικά στοιχεία στο εσωτερικό του, καθιστώντας την επιφάνειά του αφιλόξενη για τη ζωή.
Οι επιστήμονες προτείνουν πλέον να δίνεται προτεραιότητα σε πλανητικά συστήματα παρόμοια με το δικό μας, όπου η λεπτή αυτή χημική ισορροπία μπορεί να διατηρηθεί. Όπως επισημαίνουν, ο φώσφορος και το άζωτο είναι εξίσου απαραίτητα με το νερό για τη ζωή, και μόνο σε σπάνιες συνθήκες παραμένουν διαθέσιμα στην επιφάνεια.
Κοινό συμπέρασμα των δύο μελετών είναι ότι η δυνατότητα ενός πλανήτη να φιλοξενήσει ζωή καθορίζεται από όσα συνέβησαν βαθιά στο εσωτερικό του, στα πρώτα εκατομμύρια χρόνια ύπαρξής του. Από εδώ και στο εξής, η αναζήτηση εξωγήινης ζωής δεν μπορεί να περιορίζεται στην ανίχνευση νερού, αλλά πρέπει να επιχειρεί να αποκωδικοποιήσει την εσωτερική χημεία μακρινών κόσμων. Εκεί, στα αθέατα βάθη, φαίνεται πως κρύβεται το πραγματικό μυστικό της ζωής.
