Ssylka

Скрывается ли первичный гелий в ядре Земли?

Исследование, опубликованное в Physical Review Letters 25 февраля, демонстрирует возможность существования уникального соединения железа с гелием, что может указывать на наличие первичного гелия в недрах планеты.
Скрывается ли первичный гелий в ядре Земли?
Изображение носит иллюстративный характер

Гелий является одним из самых неактивных элементов и типичным представителем благородных газов. При нормальных условиях он не склонен к образованию химических связей, так как неохотно отдает или принимает электроны. Однако при экстремально высоких давлениях и температурах его поведение значительно меняется.

Группа ученых во главе с физиком Кей Хиросе из Токийского университета провела эксперимент с использованием алмазных наковален. В эксперименте применялись железо и гелий при давлениях свыше 50 000 атмосфер и температурах выше 1 000 °C, что привело к формированию кристаллов, объем которых оказался больше, чем у чистого железа при тех же условиях. Увеличение объема объясняется размещением гелиевых ионов в интерстициальных пространствах между атомами железа.

Гелий не образует прямых химических связей с железом, поскольку не склонен к совместному использованию электронов. Вместо этого он интегрируется в кристаллическую решетку, реализуя принцип «химии без химических связей». Как отметил химик Стефано Рачиоппи из Университета штата Нью-Йорк в Буффало: «Гелий очень счастлив так, как есть. Он не хочет делиться электронами».

Геологические данные свидетельствуют о том, что подавляющее большинство гелия появляется в результате радиоактивного распада, тогда как первичный гелий, содержащий один нейтрон, был создан вскоре после Большого взрыва и интегрирован в Землю в период ее формирования. Океанские вулканические извержения выделяют гелий такого типа, что указывает на существование глубокого резервуара первичного гелия.

Кей Хиросе подчеркнул: «Распределение гелия между магмой, силикатным расплавом и металлическим железом имеет решающее значение». Стабильность гелия в железе по сравнению с силикатами определит, где именно в недрах Земли будет преимущественно накапливаться этот элемент.

Компьютерный физик Рональд Коэн из Карнеги Института науки в Вашингтоне отметил: «Я бы не сказал, что это доказательство наличия гелия в ядре Земли, но это дает основание предположить такую возможность». Химик Маошенг Миао из Калифорнийского государственного университета в Нортридже поставил вопрос, уникально ли поведение гелия для железа или подобная интеграция возможна и с другими переходными металлами, что может открыть «химию, о которой мы не догадывались».

Полученные результаты расширяют представления о химии благородных газов и ставят под вопрос традиционные представления о поведении гелия в экстремальных условиях. Эти данные могут стать основой для переосмысления геофизических процессов, связанных с внутренним составом Земли, и стимулировать дальнейшие исследования в фундаментальной химии.


Новое на сайте

18587Как одна ошибка в коде открыла для хакеров 54 000 файрволов WatchGuard? 18586Криптовалютный червь: как десятки тысяч фейковых пакетов наводнили npm 18585Портативный звук JBL по рекордно низкой цене 18584Воин-крокодил триаса: находка в Бразилии связала континенты 18583Опиум как повседневность древнего Египта 18582Двойной удар по лекарственно-устойчивой малярии 18581Почему взрыв массивной звезды асимметричен в первые мгновения? 18580Почему самые удобные для поиска жизни звезды оказались наиболее враждебными? 18579Смертоносные вспышки красных карликов угрожают обитаемым мирам 18578Почему самый активный подводный вулкан тихого океана заставил ученых пересмотреть дату... 18577Вспышка на солнце сорвала запуск ракеты New Glenn к Марсу 18576Как фишинг-платформа Lighthouse заработала миллиард долларов и почему Google подала на... 18575Почему космический мусор стал реальной угрозой для пилотируемых миссий? 18574Зеленый свидетель: как мох помогает раскрывать преступления 18573Инфраструктурная гонка ИИ: Anthropic инвестирует $50 миллиардов для Claude