大爆炸后不久产生的稀有原始气体 可能正在从地球核心泄漏

一项新的建模研究表明，在大爆炸后不久产生的一种极为罕见的氦气正在从地球的金属核心中泄漏出来。

宇宙中绝大多数的这种气体，称为氦-3，是原始的，是在大约 138 亿年前的大爆炸之后刚刚产生的。

其中一些氦 3 会与太阳星云中的其他气体和尘埃粒子相结合——这片很大的、旋转的和坍缩的云被认为导致了太阳系的形成。

研究人员说，地球核心可能含有大量氦 3 储层的发现进一步证明了地球是在一个繁荣的太阳星云内部形成的，而不是在其外围或在其减弱阶段。

Helium-3 是“大自然的奇迹，也是地球古代的线索，地球内部仍然存在大量这种同位素，”该研究的重要作者、新大学地球物理学家彼得奥尔森墨西哥在一份声明中说。

Helium-3 是氦的一种同位素或变体，其原子核中有一个中子，而不是通常的两个中子。

它是一种稀有气体，仅占地球上氦气的 0.0001%。

它来自各种过程，例如氚的放射性衰变，氚是一种稀有的氢放射性同位素。

但由于氦是宇宙中最早存在的元素之一，大多数氦 3 很可能来自大爆炸。

科学家们已经知道，每年大约有4.4磅(2公斤)的氦-3从地球内部逃逸，大多数沿着构造板块相遇的大洋中脊系统，研究人员在3月28日在线发表在《地球化学，地球物理，地球系统》杂志上的研究中写道。

但是科学家们不能确定到底有多少氦-3来自地核而不是地幔，以及有多少氦-3存在于地球的储层中。

为了进行研究，研究小组对地球古代上两个主要阶段的氦丰度进行了建模:地球早期形成时，它仍在积累氦；月球形成后，我们的星球失去了大量这种气体。

科学家认为，大约40亿年前，一个与火星差不多大的很大物体与地球相撞，形成了月球。

这一事件会融化地壳，使我们星球内部的大部分氦逃逸。

然而，那时地球并没有失去所有的氦-3。

它仍然保留着一些稀有气体，这些气体继续从地球内部渗出。

研究人员在研究中写道：核心将是这样一个水库的好地方，因为与地球系统的其他部分相比，它不太容易受到大的冲击，而且它不参与也会释放氦气的构造板块循环。

研究人员将现代氦 3 泄漏率与氦同位素行为模型相结合。

这些计算表明，220 亿磅（10 太克）到 2 万亿磅（1 五克）的氦 3 悬在地球核心——数量很大，表明地球是在具有高浓度气体的太阳星云中形成的。

研究人员在研究中写道：他们的气体交换模型在地球形成和演化过程中的交换暗示金属核心是一个泄漏的储层，为地球其他部分提供氦 3。

但是，由于这些结果是基于建模的，因此结果并非铁定的。

该团队不得不做出一些假设——例如，地球在太阳星云中形成时吸收了氦 3，氦进入了形成核心的金属，一些氦离开了地幔的核心。

科学家们说，这些假设，以及其他不确定性，包括太阳星云相对于地球形成的速度持续了多久，意味着核心中的氦 3 可能比他们计算的要少。

但研究人员希望找到更多支持他们发现的线索。

例如，发现其他星云产生的气体，例如氢，从类似的地点以与氦 3 相似的速率从地球泄漏，这可能是一个“确凿的证据”，表明核心是源头。

“神奇的事情比确定的事情多得多。