Đại học Tohoku lần đầu tiên đo được hydro trong lõi Trái Đất: Nhiều hơn đại dương 85 lần

Ngày 9 tháng 9, 2026

Annie Nguyễn

SENDAI, Nhật Bản – Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Tohoku, Nhật Bản, đã lần đầu tiên đo thành công lượng hydro hòa tan trong sắt lỏng ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao, mở ra cánh cửa giải thích bí ẩn về sự thiếu hụt mật độ của lõi Trái Đất. Phát hiện cho thấy lõi ngoài của Trái Đất có thể chứa lượng hydro gấp 70 đến 85 lần tất cả các đại dương trên hành tinh.

Bí ẩn của lõi Trái Đất và "nguyên tố nhẹ"

Lõi Trái Đất chủ yếu được cấu tạo từ sắt. Tuy nhiên, mật độ quan sát được của lõi ngoài luôn thấp hơn so với sắt nguyên chất, dẫn đến giả thuyết về sự tồn tại của các "nguyên tố nhẹ" (light elements) như hydro, carbon, oxy, hoặc lưu huỳnh. Hydro được coi là ứng cử viên hàng đầu vì nó là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ và có xu hướng hòa tan vào sắt dưới áp suất cực lớn.

Tuy nhiên, việc đo trực tiếp hydro trong sắt lỏng ở điều kiện lõi Trái Đất là một thách thức cực lớn, bởi khi áp suất giảm, hydro sẽ thoát ra khỏi sắt.

Công nghệ đột phá: J-PARC và thiết bị PLANET

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị nhiễu xạ neutron siêu áp suất "PLANET" tại cơ sở gia tốc proton công suất lớn J-PARC ở Nhật Bản để thực hiện thí nghiệm. Họ đã tái tạo thành công môi trường khắc nghiệt với áp suất lên tới 34.000 atm và nhiệt độ 1.127°C.

Kết quả cho thấy sắt lỏng có thể hòa tan khoảng 0,17% hydro theo trọng lượng trong những điều kiện này.

Lõi Trái Đất: Một kho chứa hydro khổng lồ

Dựa trên dữ liệu thực nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tính toán và đưa ra ước tính đáng kinh ngạc:

• Lõi ngoài: Có thể chứa lượng hydro gấp 70-85 lần tổng lượng hydro trong tất cả các đại dương trên Trái Đất.

• Lõi trong: Có thể chứa lượng hydro gấp khoảng 2 lần lượng hydro trong đại dương.

Giải thích sự thiếu hụt mật độ của lõi ngoài

Phát hiện này có thể giải thích một phần đáng kể sự thiếu hụt mật độ của lõi ngoài, ước tính khoảng 60-70%, hoặc thậm chí hơn một nửa. Điều này khẳng định hydro đóng vai trò quan trọng hơn nhiều trong cấu trúc lõi Trái Đất so với những gì từng được giả định trước đây.

Ý nghĩa cho khoa học hành tinh

Nghiên cứu này không chỉ giải thích một bí ẩn lâu đời về Trái Đất mà còn cung cấp những hiểu biết mới về quá trình hình thành của các hành tinh đá khác trong hệ Mặt Trời và vũ trụ. Việc xác nhận một lượng hydro khổng lồ trong lõi Trái Đất mở ra một hướng nghiên cứu mới về cách thức các hành tinh hình thành và tiến hóa.

#ĐạiHọcTohoku #LõiTráiĐất #Hydro #J-PARC #PLANET #KhoaHọcTráiĐất #HànhTinh #NghiênCứuKhoaHọc