研究情報

東北大研究G、地球外核に大量の水素の存在可能性推定。世界初、液体鉄中の水素量をその場観察で直接決定（2026.5）

　地球の中心にある核は、主に鉄でできているが、その密度は純粋な鉄よりも低いことが知られている。これは、核の中に鉄より軽い元素が混ざっているためであり、その候補のひとつとして「水素」が考えられている。これは、水素は宇宙に豊富に存在し、高圧下では鉄と結びつきやすい性質を持つためである。地球の核にどれだけ水素が含まれているかを知ることは、地球の成り立ちを理解するうえで非常に重要である。

　　2026年5月13日、東北大学大学院理学研究科の研究グループは、大強度陽子加速器施設J-PARC物質・生命科学実験施設（MLF）の超高圧中性子回折装置「PLANET」を用いた中性子実験により、高温高圧下で液体鉄に溶け込む水素の量を世界で初めて直接的に決定することに成功したと発表した。本研究は、地球の核がどのように形成され、どのような化学組成を持つのかという長年の謎に対し、新たな手法で強力な証拠を提供したものである。

　今回得られた液体鉄中の水素の溶解量から計算すると、地球の外核には現在の海水に含まれる全水素量の70〜85倍が存在し得ると推定される。また、液体鉄中に取り込まれた水素が、長年の謎であった地球外核の密度不足の半分以上を説明できる可能性が示唆された。

　本研究成果は、日本時間2026年5月11日18時に英国の国際学術誌「Scientific Reports」にオンライン掲載された。

詳しくは、→https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2026/05/press20260513-05-Hydrogen.html