科学探索|科学家从地核泄漏的古代氦气中找到地球形成的新线索科学家从地核泄漏的古代氦气

一项新的研究报告说，一种罕见的氦气同位素—氦-3 ，正从地核中泄漏出来。因为几乎所有的氦-3都来自于大爆炸，这种气体泄漏增加了地球在太阳星云内形成的证据，这一点长期以来一直存在争议。

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氦-3已经在地球表面被测量到，数量相对较少。但是科学家们不知道有多少是来自于地核的泄漏，而不是其中间层，即地幔的泄漏。
3月28日发表在《地球化学、地球物理学、地球系统学》上的这项新研究将地核确定为地球上氦-3的一个主要来源。一些自然过程可以产生氦-3 ，例如氚的放射性衰变，但是氦-3主要是在星云中产生的--巨大的、旋转的气体和尘埃云，就像产生我们太阳系的那个云。由于氦是宇宙中最早产生的元素之一，大多数氦-3可以追溯到宇宙大爆炸时期。

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随着一颗行星的成长，它从周围的环境中积累物质，所以它的成分反映了它形成的环境。为了在地核深处获得高浓度的氦-3 ，地球必须在一个不断演化的太阳星云内形成，而不是在其边缘或在其减弱阶段。
这项新研究为围绕地球形成之谜提供了进一步的线索，为我们的星球在太阳星云内形成的理论提供了更多的证据。

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这项研究发表在AGU杂志《地球化学、地球物理学、地球系统学》上，该杂志发表了关于地球和行星过程的化学、物理学、地质学和生物学研究。

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研究的主要作者、新墨西哥大学的地球物理学家 Peter Olson说：“每年大约有2000克氦-3从地球上泄漏出来，大约足够填满一个你办公桌大小的气球。这是大自然的一个奇迹，也是地球历史的一个线索，在地球内部仍有大量的这种同位素。”
研究人员在地球历史的两个关键阶段建立了氦的模型：早期形成，当时地球正在积累氦，而在月球形成之后，氦就消失了。证据表明，在地球历史的早期，大约40亿年前，有一个体积为地球三分之一的天体撞击了地球，那次撞击将重新熔化地球的地壳，使大部分氦气得以逸出。这些气体直到今天还在继续逃逸。

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利用现代氦-3的泄漏率以及氦同位素行为的模型，研究人员估计在地核中存在着10太克到1 拍克的氦-3 ， Olson说这一巨大的数量表明地球是在太阳星云中形成的，在那里高浓度的气体将允许它在地球深处积累。
【科学探索|科学家从地核泄漏的古代氦气中找到地球形成的新线索】然而， Olson表示，未来的工作是寻找其他星云创造的气体，如氢，以类似于氦-3的速度和位置泄漏，这可能是地核作为来源的证据之一。他表示：“神秘的东西比确定的东西多得多。”