Wygląda na to, że pierwotny hel miliardy lat temu wyciekał z jądra Ziemi

Pierwotny starożytny hel powstał w śladzie wielka eksplozja Wyciekając z jądra Ziemi, naukowcy donoszą w nowym badaniu.

Nie ma powodów do niepokoju. Ziemia nie opróżnia się jak smutny balon. Oznacza to, że Ziemia uformowała się wewnątrz mgławicy słonecznej – obłoku molekularnego, który dał początek Słońcu, szczegóły dotyczące narodzin naszej planety od dawna pozostają nierozstrzygnięte.

Sugeruje to również, że inne pierwotne gazy mogą przenikać z jądra Ziemi do płaszcza, co z kolei może dostarczyć informacji o powstawaniu mgławicy słonecznej.

Na Ziemi hel występuje w dwóch stabilnych izotopach. Najpopularniejszym jest hel-4, którego jądro zawiera dwa protony i dwa neutrony. Arrond helu-4 stanowi 99,99986% całego helu na naszej planecie.

Drugi stabilny izotop, stanowiący około 0,000137 % helu na Ziemi, to hel-3, z dwoma protonami i jednym neutronem.

Hel-4 jest w zasadzie radioaktywnym produktem rozpadu uranu i toru, wytwarzanym tu na Ziemi. W przeciwieństwie do tego, hel-3 jest w większości prymitywny, powstały w chwilach po Wielkim Wybuchu, ale może być również wytwarzany w wyniku radioaktywnego rozpadu trytu.

To izotop helu-3, który został wykryty, wydostając się z wnętrza Ziemi, głównie wzdłuż systemu grzbietów wulkanicznych śródoceanicznych, daje nam dobry wskaźnik tempa, w jakim ucieka ze skorupy.

Ta stawka wynosi około 2000 gramów (4,4 funta) rocznie: „wystarczy napełnić balon wielkości twojego biurka”, Geofizyk Peter Olson wyjaśnia z Uniwersytetu w Nowym Meksyku.

„To jeden z cudów natury i przewodnik po historii Ziemi, że w ziemi wciąż jest dużo tego izotopu”.

Mniej jasne jest źródło. Ile helu-3 może wydostać się z rdzenia, a ile jest w płaszczu.

To powiedziałoby nam o źródle izotopu. Kiedy Ziemia się uformowała, zrobiła to, gromadząc materię z pyłu i gazu unoszącego się wokół raczkującego Słońca.

Jedynym sposobem, w jaki duże ilości helu-3 mogą istnieć w jądrach planet, jest uformowanie się w kwitnącej mgławicy. To znaczy nie na jego krawędzi, ani w momencie, gdy się rozproszył i eksplodował.

Olson i jego kolega, geochemik Zachary Sharp z Uniwersytetu Nowego Meksyku, badali poprzez modelowanie ziemskich zapasów helu w miarę ewolucji. po pierwsze, podczas jej formowania, proces, podczas którego protoplaneta akumulowała i łączyła hel; Potem po świetnym efekcie.

Astronomowie uważają, że dzieje się tak, gdy obiekt ma rozmiar Mars Zderzył się z bardzo małą Ziemią, powodując, że szczątki poleciały na orbitę Ziemi i ostatecznie uformowały się ponownie. Księżyc.

Podczas tego wydarzenia, które spowodowałoby ponowne stopienie płaszcza, większość helu uwięzionego w płaszczu została utracona. Jednak rdzeń jest bardziej odporny na uderzenia, co wskazuje, że może być w pełni skutecznym zbiornikiem do przechowywania helu-3.

W rzeczywistości to właśnie odkryli naukowcy. Korzystając z obecnego tempa, w jakim hel-3 wycieka do środka, a także modeli zachowania izotopu helu, Olson i Sharpe stwierdzili, że prawdopodobnie będzie 10 Tg (10)¹³ gramów) na petgramy (10^15. gramów) helu-3 w jądrze naszej planety.

Wskazuje to, że planeta musiała powstać wewnątrz kwitnącej mgławicy słonecznej. Pozostaje jednak wiele wątpliwości. Prawdopodobieństwo, że wszystkie warunki zostałyby spełnione, aby wyizolować hel-3 w jądrze Ziemi, jest raczej niskie — co oznacza, że ​​może być mniej izotopów, niż sugeruje to praca zespołu.

Możliwe jest jednak, że w jądrze naszej planety mogą znajdować się duże ilości pierwotnego wodoru, który został przechwycony w tym samym procesie, w którym mógł gromadzić się hel-3. Naukowcy twierdzą, że poszukiwanie dowodów na wyciek wodoru może pomóc w walidacji wyników.

Wyszukiwanie zostało opublikowane w Geochemia, geofizyka i systemy geologiczne.