Примордиальный гелий в ядре Земли

Исследования, проведённые учёными, указывают на возможность запертия примордиального гелия в ядре Земли, что может пролить свет на быстроту формирования планеты. Данные экспериментов опубликованы 25 февраля в журнале Physical Review Letters под руководством планетолога Кей Хиросе из Токийского университета.
Примордиальный гелий в ядре Земли
Изображение носит иллюстративный характер

Гелий-3, состоящий из двух протонов и одного нейтрона, возник в первичном облаке пыли и газа, из которого сформировалась Солнечная система. В отличие от него, гелий-4, содержащий два протона и два нейтрона, встречается в 700 000 раз чаще и формируется в результате радиоактивного распада.

Каждый год с океанических хребтов и вулканических очагов, где из магмы глубоких слоёв Земли поднимается материал, выделяется около 2 килограммов гелия-3, что свидетельствует о сохранении этого примордиального компонента на протяжении миллиардов лет.

Гипотеза предполагает, что первичный гелий мог оказаться запертым в ядре Земли, что позволило ему постепенно просачиваться на поверхность. Несмотря на то, что в ядре преобладает железо, традиционное мнение считало, что гелий и железо несовместимы, однако новая экспериментальная база ставит этот вопрос под сомнение.

Учёные провели серию экспериментов, в ходе которых железо и гелий нагревались до температур в диапазоне от 727 до 2727°C и сжимались алмазной наковальней до давлений, достигающих 50 000–550 000 атмосфер. Результаты показали, что при таких условиях твердое железо способно содержать до 3,3% гелия, подтверждая возможность его нахождения внутри ядра Земли.

Особое внимание уделялось методике: образцы, достигающие толщины примерно человеческого волоса, подвергались нагреву до 1000–3000 K и последующему снижению давления при криогенных температурах, что позволяло минимизировать утечку гелия во время измерений.

Хотя в экспериментах использовался гелий-4, геофизик Питер Олсон из Университета Нью-Мексико подчёркнуто отметил, что гелий-3, обладающий сходными физическими свойствами, ведёт себя аналогичным образом. При этом стоит учитывать, что лишь около 4% ядра Земли находится в твердом состоянии, а жидкая фаза требует дальнейших исследований.

Вопрос времени формирования Земли приобретает особую значимость, так как лёгкие газы в первоначальном газопылевом облаке присутствовали всего несколько миллионов лет. Обнаружение значительных запасов гелия-3 в ядре может свидетельствовать о быстром формировании планеты, что важно для разрешения давних споров о протяжённости данного процесса.

Дополнительные исследования, такие как работы, указывающие на изменение формы внутреннего ядра Земли, колебания ядра каждые 8,5 лет и модели быстрого роста «стартерной» Земли, дополняют общую картину динамики и эволюции планеты.


Новое на сайте

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка