نشت عنصر نادر هلیوم-۳ از هسته زمین

یک مطالعه و مدل‌سازی جدید نشان می‌دهد که یک نوع بسیار نادر از هلیوم (هلیوم-۳) که بلافاصله پس از بیگ بنگ ایجاد شد، از هسته فلزی زمین به بیرون نشت می‌کند.

به گزارش علمی‌ها و به نقل از Livescience، دانشمندان دانشگاه نیومکزیکو آمریکا اخیرا اظهار کرده‌اند که هسته زمین در حال نشت یک ایزوتوپ نادر از گاز هلیوم است. براین اساس هر ساله حدود دو کیلوگرم ایزوتوپ نادر هلیوم-۳ از بخش داخلی زمین به بیرون می‌گریزند. اعتقاد بر این است که هلیوم-۳ مدت کوتاهی پس از بیگ‌ بنگ و از سحابی خورشیدی در هنگام شکل‌گیری زمین به دست آمده است. محققان این مطالعه هسته زمین را به عنوان منبع مهم هلیوم-۳ در زمین اعلام کرده‌اند.

هنگامی که یک سیاره در حال رشد است، مواد را از محیط اطراف خود جمع‌آوری می‌کند، بنابراین ترکیب آن منعکس کننده محیطی است که در آن شکل گرفته است. برای به دست آوردن غلظت بالایی از هلیوم-۳ در اعماق هسته، زمین باید در داخل یک سحابی خورشیدی در حال رشد شکل می‌گرفت، نه در حاشیه آن. نتایج این مطالعه سرنخ‌های بیشتری را به معمای شکل‌گیری زمین اضافه کرد و شواهد بیشتری نیز ارائه کرد که سیاره ما در داخل سحابی خورشیدی شکل گرفته است.

پیتر اولسون (Peter Olson) نویسنده اصلی این مطالعه و ژئوفیزیکدان دانشگاه نیومکزیکو گفت: هر ساله حدود دو هزار گرم هلیوم-۳ از زمین به بیرون نشت می‌کند که این میزان تقریبا برای پر کردن یک بالون به اندازه میز کار شما کافی است. اینکه هنوز مقدار قابل توجهی از این ایزوتوپ در داخل زمین وجود دارد یک شگفتی طبیعت و سرنخی برای پی بردن به تاریخ زمین است.

تماشا کنید: زمین در ۴,۴۹۹,۹۹۹,۰۰۰ سال پیش (فیلم)

دانشمندان برای تخمین فراوانی هلیوم-۳ اولیه در هسته و ردیابی نرخ تبادل هلیوم-۳ بین هسته و گوشته، هلیوم را در طول تاریخ زمین مدلسازی کردند. آنها عمدتا دو مرحله کلیدی را در نظر گرفتند: زمان تشکیل اولیه، زمانی که سیاره در حال انباشته کردن هلیوم بود و زمان پس از تشکیل ماه که پس از آن هلیوم از بین رفت.

این مدل شواهدی ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد یک شی به اندازه یک سوم زمین حدود ۴ میلیارد سال پیش، به این سیاره برخورد کرده است. این برخورد احتمالا پوسته زمین را مجددا ذوب کرده و سبب خروج بخش عظیمی از هلیوم شده است و این گاز نیز به گریز خود ادامه داده است. دانشمندان همچنین میزان هلیوم-۳ هسته زمین را بین ۱۰ تراگرم (۱۰۱۳ گرم) تا یک پتاگرم (۱۰۱۵ گرم) تخمین زده‌اند.

با این حال، از آنجایی که این نتایج مبتنی بر مدل‌سازی هستند، نتایج به‌ دست‌ آمده قطعی نیستند. این تیم مجبور شد چندین فرض را انجام دهد؛ به عنوان مثال، زمین در هنگام تشکیل در سحابی خورشیدی هلیوم-۳ را دریافت کرد، هلیوم وارد فلزات هسته‌ساز شد و مقداری هلیم از هسته به سمت گوشته رفت. به گفته دانشمندان، این فرضیات، علاوه بر عدم قطعیت‌های دیگر، از جمله مدت زمان ماندگاری سحابی خورشیدی نسبت به سرعت شکل گیری زمین، به این معنی است که ممکن است هلیوم-۳ کمتر از آنچه که آنها محاسبه کرده‌اند، در هسته وجود داشته باشد. اما آنها امیدوارند سرنخ‌های بیشتری پیدا کنند که از یافته‌هایشان حمایت کند.

.

بیشتر بخوانید: چرا زمین به دور خود می‌چرخد؟