Американские ученые из Университета Нью-Мексико обнаружили, что источником редкого изотопа гелия — гелия-3 — на самом деле является ядро нашей планеты.
Не переживайте, это не значит, что Земля сдувается как большой воздушный шар
Гелий на Земле представлен в виде двух стабильных изотопов. Безусловно, наиболее распространенным является гелий-4 с ядром, содержащим два протона и два нейтрона. Гелий-4 составляет около 99,99986% всего гелия на нашей планете. Другим стабильным изотопом, составляющим всего около 0,000137% земного гелия, является гелий-3 с двумя протонами и одним нейтроном.
Гелий-4 в основном является продуктом радиоактивного распада урана и тория, который может происходить прямо здесь, на Земле. А вот гелий-3 почти полностью образовался во время Большого взрыва и встречается на поверхности планеты в ничтожных количествах. До этого момента ученые не знали, что именно является источником гелия-3 на Земле, но исследование американских специалистов обнаружило, что основным источником гелия-3 на Земле является все же именно ядро.
Как появился гелий-3, и для чего он нужен
Основная часть гелия-3 сохранилась в ядре нашей планеты со времен протопланетной туманности — обширного вращающегося газопылевого облака, из которого возникла Солнечная система. Однако некоторые процессы на Земле тоже могут спровоцировать образование этого вещества — например, радиоактивный распад трития.
В ходе своего исследования ученые обнаружили, что из земных глубин в районе Срединно-океанического хребта ежегодно просачивается около двух килограммов гелия-3, этого достаточно, чтобы наполнить воздушный шар размером со стол, как пояснил ведущий автор исследования Питер Олсон, геофизик из отдела наук о Земле и планетах Университета Нью-Мексико в Альбукерке.
Используя современную скорость утечки гелия-3, исследователи подсчитали, что в ядре содержится от 10 тераграмм (10 * 109 кг) до петаграмма (10 * 1011 кг) гелия-3. Это огромное количество. Исследователи подумали, что если в ядре Земли сконцентрировано так много гелия-3, то наша планета должна была сформироваться в самом центре процветающей солнечной туманности, не на периферии и не в период угасания. Все дело в том, что гелий-3 может образовываться и концентрироваться только внутри туманностей.
Поэтому обнаружение гелия-3 в ядре Земли играет важную роль в понимании того, как сформировалась наша планета. На основе собранных данных ученые также создали модель появления Земли, когда она только накапливала древний элемент Вселенной, а также момент формирования Луны, когда большая часть изотопа была потеряна. Предположительно, часть гелия как бы «выплеснулась» после столкновения с небольшим космическим телом около четырех миллиардов лет назад.