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

19164Уязвимые обучающие приложения открывают доступ к облакам Fortune 500 для криптомайнинга 19163Почему ботнет SSHStalker успешно атакует Linux уязвимостями десятилетней давности? 19162Microsoft устранила шесть уязвимостей нулевого дня и анонсировала радикальные изменения в... 19161Эскалация цифровой угрозы: как IT-специалисты КНДР используют реальные личности для... 19160Скрытые потребности клиентов и преимущество наблюдения над опросами 19159Академическое фиаско Дороти Паркер в Лос-Анджелесе 19158Китайский шпионский фреймворк DKnife захватывает роутеры с 2019 года 19157Каким образом корейские детские хоры 1950-х годов превратили геополитику в музыку и... 19156Научная революция цвета в женской моде викторианской эпохи 19155Как новый сканер Microsoft обнаруживает «спящих агентов» в открытых моделях ИИ? 19154Как новая кампания DEADVAX использует файлы VHD для скрытой доставки трояна AsyncRAT? 19153Как новые китайские киберкампании взламывают госструктуры Юго-Восточной Азии? 19152Культ священного манго и закат эпохи хунвейбинов в маоистском Китае 19151Готовы ли вы к эре коэффициента адаптивности, когда IQ и EQ больше не гарантируют успех? 19150Иранская группировка RedKitten применяет сгенерированный нейросетями код для кибершпионажа
Ссылка