地核可能漏氫數十億年？中國科大團隊以電腦模擬追查深部熔岩的異常氫

如果你曾經在看火山噴發的畫面時想過「這些東西到底從多深的地方來的」，這篇研究給了一個很深的答案：可能深到地核。

熔岩裡的氫，少了一點「重」的

地球剛形成時，金屬核心外面包著一層全球性的岩漿海，冷卻結晶後形成今天的地函。當根部很深的地函柱上升並造成火山噴發，噴出來的熔岩裡會帶著來自行星內部的氫。

氫有兩種穩定形式：一般的輕氫，以及較重的氘。多數火山岩的氫同位素比例相當正常，但某些與深部地函柱有關的熔岩，氘的比例低得異常。講白話，就是這些熔岩裡的氫「偏輕」，輕到不像是地表附近該有的樣子。

這個異常引發一場長年爭論：低氘訊號是早期岩漿海結凍時就留下的，還是從地球金屬核心漏出來的氫？

這件事跟你有沒有關係？間接有：地核是我們永遠挖不到的地方，能不能讀懂它，靠的就是這類從熔岩裡「反推」的線索。

模擬回到岩漿海時代

中國科學技術大學 Wenzhong Wang 領導的團隊，用進階電腦模擬重現地表下數千公里的條件，檢視熔融岩石冷卻、結晶成不同礦物時，兩種氫各自的行為，再據此推算早期地函中兩者的分布。

這裡的「模擬」要說清楚：團隊做的不是鑽探，也不是實驗室樣品，而是在電腦裡重建深部環境、推算同位素如何分配。換句話說，這是一份推演結果，不是直接從地核取回來的證據。

研究發表於《Science Advances》。結果顯示，岩漿海結晶過程中，兩種氫在地函裡分布得相當平均；不同深度雖有些微差異，但遠遠不及加拿大北極區巴芬島與冰島火山岩裡那種極低的氘比例。研究作者寫道：「我們的結果顯示，岩漿海結晶不會在地球地函內部產生顯著的氫同位素分餾。」翻成人話：第一個嫌疑犯有不在場證明。

所以是核心在漏？

既然岩漿海解釋不了，研究者便傾向另一個選項：低氘的氫很可能在數十億年間，從地球的金屬核心滲漏進周圍的地函。另一條線索也指向同一處，這些火山岩中有些具有異常高的氦-3 對氦-4 比例，而氦-3 是一種稀有的氦，可能已在地核中保存了數十億年。

不過這還不是定論。物質究竟如何從地核走進地函，目前仍不清楚。作者自己也說：「釐清地核訊號傳入地函的機制，仍是未來研究的重要目標。」

如果這條線站得住腳，地核就不只是一顆被包起來的金屬球，而可能是一個在數十億年間持續向地函供應氫（論文標題直接把它寫成「水」）的化學儲庫。對研究地球內部化學與長期地質演化的人來說，有些帳要重算；對研究其他岩石行星深部含水的人來說，也多了一個可以比對的案例。

資料來源

Phys.org：Earth’s core may have been leaking hydrogen for billions of years（https://phys.org/news/2026-10-earth-core-leaking-hydrogen-billions.html）
論文：Yu Zhang et al., “Hydrogen isotopes reveal water leakage from the core,” Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aei4756；研究團隊由中國科學技術大學 Wenzhong Wang 領導。