Ученые нашли главный источник гелия-3 на Земле
Основной источник Гелия-3, редкого изотопа газообразного гелия, на планете находится в ядре Земли, согласно новому исследованию, опубликованному 28 марта в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
В исследовании сообщается, что гелий-3 вытекает из ядра Земли. Поскольку почти весь гелий-3 образовался в результате Большого взрыва, утечка газа добавляет доказательств того, что Земля образовалась внутри солнечной туманности.
Гелий-3 был измерен на поверхности Земли в относительно небольших количествах. Но ученые не знали, сколько утекает из ядра Земли, в отличие от мантии.
Новое исследование определило ядро как основной источник гелия-3 на Земле. Некоторые естественные процессы могут генерировать гелий-3, такие как радиоактивный распад трития, но гелий-3 образуется в основном в туманностях — массивных вращающихся облаках газа и пыли, подобных тому, что породило нашу Солнечную систему. Поскольку гелий является одним из самых ранних элементов, образовавшихся во Вселенной, большая часть гелия-3 может быть прослежена до Большого взрыва.
По мере роста планеты она накапливает материал из окружающей среды, поэтому ее состав отражает среду, в которой она сформировалась. Чтобы получить высокие концентрации гелия-3 глубоко в ядре, Земля должна была бы образоваться внутри солнечной туманности, а не на ее окраинах или во время ее убывающей фазы.
По данным ученых, около 2000 граммов гелия-3 вытекает из Земли каждый год. «Это чудо природы и ключ к истории Земли, что в недрах Земли все еще содержится значительное количество этого изотопа», — сказал геофизик Питер Олсон, из Университета Нью-Мексико.
Исследователи смоделировали гелий на двух ключевых этапах истории Земли: раннем формировании, когда планета накапливала гелий, и после образования Луны, после чего гелий был потерян. Данные свидетельствуют о том, что объект размером в треть Земли столкнулся с планетой в начале ее истории, около 4 млрд лет назад, и это столкновение привело бы к повторному расплавлению земной коры, позволив большей части гелия вырваться наружу. Газ продолжает вытекать и по сей день.
Используя современную скорость утечки гелия-3 наряду с моделями поведения изотопов гелия, исследователи подсчитали, что в ядре содержится от 10 тераграмм (1013 гр.) до петаграмма (1015 гр.) гелия-3. По словам Олсона, это огромное количество, которое указывает на формирование Земли внутри солнечной туманности, где высокие концентрации газа позволили бы ему накапливаться в глубине планеты.
