科学家发现,地核中可能储存有大量的氦3,这进一步证明地球诞生于太阳星云“充满活力”的内部,而不是在其外围或在其收缩时期。
Helium-3 是“大自然的奇迹,也是了解地球历史的线索,因为大量的这种同位素仍然存在于地球内部。” Helium-3 是氦的一种同位素,其原子核中只有一个中子,而普通氦中有两个中子。这种气体极其稀有,仅占地球上所有氦气的0.0001%。它的产生方式有多种,例如—— 氚(一种稀有的氢放射性同位素)的放射性衰变。但由于氦是宇宙中最早的元素之一,因此大多数helium-3 可能是在大爆炸中形成的。
科学家们已经知道,每年大约有两公斤氦3从地球内部逸出,主要沿着板块边界交界处的洋中脊系统逸出。这个量的氦气可以充满一个桌子大小的气球。但科学家们不知道有多少氦3来自地核,有多少来自地幔,也不知道地球内部储存了多少氦3。
为了阐明这些问题,研究团队针对地球历史上的两个重要时期建立了氦丰度模型:一是地球形成初期,此时地球上的氦仍在逐渐积累;二是地球形成初期,地球上的氦仍在逐渐积累;二是地球形成初期,地球上的氦仍在逐渐积累。第二,月球形成之后,这期间地球失去了大量的氦气。科学家认为,月球是40亿年前火星大小的物体与地球相撞后形成的。这一事件导致地壳融化并导致地球内部的氦大量流失。
图为哈勃望远镜拍摄到的泻湖星云。大爆炸后,形成了大量的氦3气体,后来成为各种星云的一部分,其中一个星云后来形成了我们的太阳系。地核中氦3的含量表明,地球是在氦3浓度较高的星云内部形成的。
不过,当时地球并没有失去所有的He-3,部分He-3仍然残留在地球内部,并逐渐向外消散。地核非常适合储存这种气体,因为它比地球其他部分更不易受到重大撞击的破坏,并且它不参与板块构造,并且在此过程中不会释放氦气。
研究人员将现代氦3 泄漏率与氦同位素行为模型结合起来。计算表明,核心中仍有10 万亿至1000 亿克氦3。这个数字非常大,表明地球是在太阳星云中形成的,这种气体浓度很高,这些“地球形成和演化过程中的气体交换模型表明,地球中仍然存在大量的氦3”。核心并不断向外泄漏。”
然而,由于这些结果是通过建模获得的,因此还不是确定的结论。该团队做出了一系列假设。例如,地球上的氦3是在太阳星云内部形成时积累的。氦首先进入后来成为地核的金属,然后一部分离开地核进入地幔。除了这些假设之外,还存在其他不确定性,例如太阳星云相对于地球形成的速度持续了多长时间。因此,科学家表示,地核中氦3的实际含量可能低于计算值。
但研究人员也希望找到更多证据来支持他们的发现。例如,如果可以在地核中发现星云产生的其他气体(例如氢气),并以与氦3相同的位置和相同的速度泄漏出来,那就意味着这些氦3确实来自地球的核心,但仍有许多未解之谜比确定的事情还要多。 (叶子)