Дэлхийн гадаргын ойролцоогоор 70 хувийг бүрхдэг, ихэнхдээ устөрөгчөөс бүрддэг зүйл бол далай тэнгис. Энэ хэмжээг ес дахин нэмэгдүүлэн төсөөлөөрэй.
Судлаачдын саяхан хийсэн тооцоогоор Дэлхийн цөмд ийм хэмжээний устөрөгч агуулагдаж байж магадгүй бөгөөд энэ нь манай гарагийн хамгийн том устөрөгчийн нөөц байж болзошгүй гэнэ.
Тэдний тооцооллын доод хязгаар нь “устөрөгчийн 9 далай” бөгөөд дээд тал нь 45 далайтай тэнцэх хэмжээний устөрөгч дэлхийн цөмд хадгалагдаж байж магадгүй аж. Өөрөөр хэлбэл, устөрөгч нь дэлхийн нийт цөмийн жингийн ойролцоогоор 0.36–0.7 хувийг эзэлнэ гэж Nature Communications сэтгүүлд нийтэлжээ.
Энэ нь дэлхий ихэнх усаа (ус бол устөрөгчийн гол эх үүсвэр) гариг бүрэлдэх эхний үедээ олж авсан байж болохыг илтгэнэ. Өөрөөр хэлбэл, зарим эрдэмтдийн дэвшүүлдэг шиг хожим сүүлт оддын мөргөлдөөнөөр ус гадаргад нэмэгдсэн гэх таамгаас илүүтэйгээр, ус анхнаасаа дэлхийн дотоодод нь шингэсэн байх магадлалтай гэж судалгааны ахлах зохиогч, Бээжингийн Их сургуулийн Дэлхий ба сансар судлалын сургуулийн дэд профессор Дунъян Хуан тайлбарлажээ.
“Дэлхийн түүхийн эхний нэг сая жилийн хугацаанд цөм ихэнх усыг хадгалсан байх магадлалтай” гэж Хуан мэдэгдсэн байна. Усны агууламжаар дараагийн байрт манти ба газрын царцдас орно. “Амьдрал оршин буй гадарга бол хамгийн бага устай хэсэг” гэж тэр хэлжээ.
Дэлхийн үүсэл ба устөрөгч
4.6 тэрбум гаруй жилийн өмнө нарыг хүрээлж байсан чулуулаг, хий, тоос мөргөлдөн нэгдэж залуу гаригийг бүрдүүлсэн. Цаг хугацааны явцад эдгээр мөргөлдөөн дэлхийн цөм, манти, царцдасыг бүрэлдүүлжээ. Гүн дотоод хэсэгт асар их даралт дор нягт, халуун, шингэн металл цөм үүсч, хөдөлгөөнд орсон. Төмөр, никель давамгайлсан энэ цөм нь дэлхийн хамгаалах соронзон орныг үүсгэдэг.
“Устөрөгч нь Дэлхийн үндсэн өсөлтийн үе шатанд бэлэн байж, цөм бүрэлдэх үйл явцад оролцсон тохиолдолд л металл шингэнд нэвтэрч чадна” гэж Техасын Райс их сургуулийн профессор Раждип Дасгупта хэлсэн байна.
Устөрөгчийн үүсэл, тархалтыг судлах нь гариг үүсэх процесс болон дэлхий дээрх амьдралын хувьслыг ойлгоход чухал ач холбогдолтой. Эрдэмтэд дэлхийн хайлмаг металл “хөдөлгүүр” болох цөмд хэчнээн хэмжээний устөрөгч агуулагдаж байгааг тогтоохоор олон жилийн турш оролдож ирсэн. Гэвч цөм хэт гүнд байрладаг тул шууд ажиглах боломжгүй, мөн өндөр даралтын нөхцөлийг лабораторид яг жам ёсных нь дагуу давтахад хүндрэлтэй байдаг аж.
Ерөнхийдөө устөрөгчийг нарийвчлан хэмжихэд бэрхшээлтэй. “Учир нь энэ нь хамгийн хөнгөн, хамгийн жижиг элемент тул уламжлалт аналитик аргаар тодорхойлоход хүндрэлтэй” гэдгийг Хуан тайлбарлажээ.
Өмнө нь цөмийн нягт харьцангуй бага байгаагаас устөрөгч их хэмжээгээр агуулагдаж магадгүй гэсэн таамаг дэвшүүлж байсан ч, цахиур, хүчилтөрөгч зэрэг бусад элементтэй харьцуулахад хэмжээг нь тогтоох хэцүү байв. Өмнөх судалгаанууд төмрийн талст бүтэц дэх торлог бүтцийн тэлэлтийг рентген дифракцаар хэмжин устөрөгчийн хэмжээг тооцоолдог байсан. Гэвч үр дүн нь маш өргөн хэлбэлзэлтэй буюу жингийн саяд 10 хэсгээс 10 000 хэсэг хүртэл байжээ.
Атомын түвшний ажиглалт
Судлаачид дээжийг ойролцоогоор 20 нанометр диаметртэй зүү мэт хэлбэртэй болгож, өндөр хүчдэлийн нарийн хяналттай орчинд байрлуулна. Дараа нь атомуудыг ионжуулж, нэг бүрчлэн тоолдог байна.
Шинэ тооцоог гаргахын тулд эрдэмтэд цөмийн температур, даралтыг дуурайлган туршилт хийж, шингэн металл цөмийн оронд төмрийг ашиглажээ. Тэд алмазан шахуурган (diamond anvil cell) төхөөрөмжид лазераар төмрийг хайлуулж, атомын түвшний 3D дүрс үүсгэн химийн найрлагыг хэмждэг atom probe tomography аргаар устөрөгч болон бусад элементүүдийг шууд ажигласан байна.
Гэхдээ судлаачид энэ нь шууд бус арга учраас тодорхой бус байдал агуулж байгаа, улмаар устөрөгчийн хэмжээнд нөлөөлж болох бусад химийн харилцан үйлчлэлийг бүрэн тооцоогүй гэдгийг анхааруулжээ.
Токиогийн их сургуулийн профессор Кей Хироши хэлэхдээ, цөм дэх устөрөгчийн хэмжээ шинэ судалгааны санал болгосноос ч их байж болзошгүй гэнэ. Түүний өмнөх судалгаагаар устөрөгч нь цөмийн жингийн 0.2–0.6 хувийг эзэлнэ гэж тооцоолсон бөгөөд зарим тохиолдолд шинэ судалгаагаар үүнээс өндөр үзүүлэлт гарч байжээ.
Хэрэв энэхүү хэмжилт, таамаг батлагдвал “устөрөгч дэлхийн өсөлтийн туршид тасралтгүй нийлүүлэгдэж байсан” гэдгийг илтгэнэ гэж Дасгупта хэлсэн байна. Мөн мананцрын хий, сүүлт од, солируудаас ирсэн ус ч дэлхийн устөрөгчийн эх үүсвэр байж болохыг Хироши нэмж дурдсан байна.
Устөрөгч нь нүүрстөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, хүхэр, фосфортой хамт дэлхий дээрх амьдралын зайлшгүй шаардлагатай элемент юм. “Энэхүү шинэ судалгаа энэ сэдвийн талаарх цаашдын судалгаа, хэлэлцүүлэгт чухал нөлөө үзүүлнэ” гэдгийг Дасгупта онцолжээ.
