地核數十億年來一直在向外泄漏氫與水
一項發表在《Science Advances》上的研究顯示，地球金屬內核數十億年來一直在向外泄漏氫——水的關鍵組成部分——進入周圍地幔。這挑戰了長期認爲地核與地幔是完全獨立化學儲庫的傳統觀點。
這項研究由中國科學技術大學的研究人員完成，第一作者爲 Yu Zhang 等，發表於 2026 年 10 月（DOI 10.1126/sciadv.aei4756）。研究團隊利用機器學習加速的"路徑積分模擬"，模擬深部地球物質的量子行爲。模擬顯示，氫在超高壓環境下的量子行爲決定了它能否穿過核幔邊界。
研究者測量了火山岩中重氫同位素氘與普通氫的比例（D/H 比）。加拿大努納武特巴芬島與冰島等地的海洋島玄武岩顯示出異常低的 D/H 比，暗示其中的氫來自地球形成早期，而非地表水循環的產物。這類玄武岩被視爲攜帶地幔深處原始信號的天然探針。
地球形成初期，鐵元素下沉形成內核，優先吸收了來自原始太陽星雲的輕氫，使內核中的氘含量偏低。隨後，這種貧氘的氫在數十億年裏逐漸泄漏進入下地幔，並在地幔與地殼礦物中轉化爲水。這一過程延續至今，意味着地核仍在緩慢向地幔輸送氫。
地核約佔地球總質量的三分之一，但泄漏速率極慢——數十億年累計轉移的物質也極少。因此這種緩慢交換不太可能在短期內威脅地磁場穩定或發電機效應運轉；它的主要意義在於豐富了地球深部水與揮發分的預算。這也意味着，地球深部的水分佈可能比此前認爲的更加動態。
研究者表示，還需要更多觀測與實驗來確認氫跨越核幔邊界的傳輸速率與總量。目前的模擬只支持選擇性轉移，而非全面混合；氦-3/氦-4 比值與鎢同位素也可能提供進一步線索。