古老、原始的氦是在宇宙诞生之后形成的科学家在一项新的研究中报告说,正在从地核泄漏。
没有理由惊慌。 地球并没有像悲伤的气球一样瘪下去。 这意味着地球是在太阳星云内部形成的吗? 诞生太阳的分子云,这是一个关于我们星球诞生的细节,长期以来一直悬而未决。
它还表明其他原始气体可能从地核泄漏到地幔中,这反过来又可能产生有关太阳星云成分的信息。
地球上的氦有两种稳定同位素。 到目前为止,最常见的是氦 4,其原子核包含两个质子和两个中子。 Helium-4 约占地球上所有氦气的 99.99986%。
另一种稳定同位素是氦 3,它含有两个质子和一个中子,仅占地球氦的 0.000137%。
Hel-4 主要是地球上铀和钍放射性衰变的产物。 相比之下,Helium-3 大部分是原始的,在大爆炸后的瞬间形成,但它也可以由氚的放射性衰变产生。
已检测到的 Helium-3 同位素从地球内部泄漏,主要沿着洋中火山脊系统泄漏,这为我们提供了一个很好的指示,表明它逃离地壳的速度。
这个比率约为每年 2,000 克(4.4 磅):“大约足以装满一个像你桌子那么大的气球。”地球物理学家彼得·奥尔森解释说来自新墨西哥大学。
“这是大自然的奇迹,也是地球历史的线索,地球内部仍然存在大量这种同位素。”
不太清楚的是它的出处。 有多少 helium-3 可能从地核中喷出,有多少在地幔中。
这将告诉我们同位素的来源。 当地球形成时,它是通过积累新生太阳周围漂浮的尘埃和气体的物质来实现的。
行星核心内存在大量氦 3 的唯一途径是它是在繁荣的星云中形成的。 这意味着,不是在它的郊区,也不是在它消散并被吹走的时候。
奥尔森和他的同事、新墨西哥大学的地球化学家扎卡里·夏普通过模拟地球演化过程中的氦库存进行了研究。 首先,原行星形成时积累并吸收氦气的过程; 然后之后巨大影响。
天文学家认为,这是当一个物体大小为撞击了一个非常年轻的地球,将碎片送入地球轨道,最终重新组合形成。
在这次事件中,地幔会重新熔化,锁在地幔内的大部分氦气都会丢失。 然而,核心的抗冲击能力更强,这表明它可能是保存氦 3 的有效储存库。
事实上,这正是研究人员发现的。 奥尔森和夏普利用当前氦 3 从内部泄漏的速率以及氦同位素行为模型,发现可能有 10 太克(1013克)到拍克(1015克)的氦 3 在我们星球的核心。
这表明这颗行星必定是在一个繁荣的太阳星云内形成的。 然而,仍然存在一些不确定性。 将氦 3 封存在地核中的所有条件都满足的可能性相当低? 这意味着同位素的含量可能比团队的工作表明的要少。
然而,我们星球的核心也可能存在丰富的原始氢,它们与氦 3 的积累过程相同。 研究人员表示,寻找氢气泄漏的证据可能有助于验证研究结果。
该研究发表于地球化学、地球物理学、地球系统。