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新墨西哥大學(xué)的科學(xué)家們進行的一項新研究發(fā)現(xiàn)，古老的原始氦-3從地核中泄漏，表明我們所居住的這顆行星，是在太陽星云內(nèi)形成的，這個結(jié)論在科學(xué)家中引發(fā)了進一步的爭論。

每年，大約有2公斤的稀有同位素氣體氦-3從地球內(nèi)部逸出，沿著大洋中脊系統(tǒng)（一系列水下火山）逸出。這些氦-3是原始的，是在宇宙大爆炸后不久產(chǎn)生，是地球在形成時從太陽星云中獲得的。地球化學(xué)證據(jù)表明，地球上有很深的氦-3儲層，但其位置和豐度尚不確定。

地球的氦儲量由兩種穩(wěn)定同位素組成，一種是更豐富的氦-4，另一種是稀有的氦-3。與主要由鈾和釷衰變產(chǎn)生的氦-4不同，地球中的氦-3主要是在大爆炸后合成的，并主要在形成過程中融入了地球。

現(xiàn)在，科學(xué)家對地球形成和演化過程中揮發(fā)性交換的模型表明，地球的金屬核心是一個泄漏的儲層，為地球其他部分提供氦-3。氦-3主要起源于太陽星云，一個由大量基本元素（如氫和其他電離氣體）構(gòu)成的巨大塵埃云，作為宇宙中最早產(chǎn)生的元素之一，大多數(shù)氦-3是在大爆炸的初始階段產(chǎn)生的。

UNM地球物理學(xué)家彼得·奧爾森（Peter Olson）說：“氦-3在宇宙大爆炸后的幾秒鐘內(nèi)就被合成了。這項研究有助于確定地核是泄漏源，而不是地幔。地核比整個地球要古老，有130多億年的歷史。氦-3泄漏速度最快的地方是大洋中脊的擴張中心。這些是板塊邊界，新的海洋地殼正在這里形成。”

組成太陽系的氣體，實際也是組成太陽、木星和土星的氣體，其中大約有15%是氦。它是這些天體中含量第二高的元素（僅次于氫）這使得它成為太陽系中第二豐富的元素。氦-3是在地球形成的時候融入的，當?shù)厍虮恍窃茪怏w包圍時地球表面是熔融的，那么氣體可以在形成時溶解到熔融的地球中。

在太陽星云中有許多小彗星或太空巖石，它們在太陽的引力下不斷向太陽系中心聚攏，這是一個物理上的必然。當?shù)厍蜻€是一個未成形的行星體，并且大量的巖石飛向太陽，那么很大一部分巖石將被不斷增長的地球引力俘獲。

科學(xué)家們使用了一個模型，該模型由一個與太陽星云成分相同的星云大氣組成，并將這種物質(zhì)吸入熔融氣體中，從而提供了將氦從地幔和地核中分離出來所需的環(huán)境。

奧爾森說：“你很快就會發(fā)現(xiàn)，在這些條件下，行星表面非常熱，這是一個巖漿海洋，正好是一個可以溶解氦的環(huán)境。這會使氦進入地球，但不會進入地核，因此，你必須將其溶解到形成地核的鐵中。有實驗室測量測量了氦在自由金屬（如鐵水）中的溶解度。這給了我們一個估計，即當?shù)厍蛐纬蓵r，有多少氦可以溶解到地核中。這是第一步的建模過程，它告訴我們通過這種方式，將有幾個千兆克（10000000000000克）的氦-3注入核心?！?/p>

但問題是，這么多的氦如何進入地幔？研究人員認為這一直是一個從未得到充分解決的問題。因為氦的密度并不高，它們是如何沉入地球內(nèi)部的？這就像拿著一個沙灘球，當你試圖把它推到游泳池的底部，它會彈回來。

但堅持星云理論的科學(xué)家們通常不會討論這個問題，星云中15%是氦，其余大部分是氫，如果壓力足夠，就像二氧化碳在一罐蘇打水中溶解一樣，氦會溶解到地球內(nèi)部。

如今，從地球內(nèi)部泄漏出來的氦，大約為每年2公斤，可能足以填滿50個氣球。但沒有人關(guān)心地球上有一點點氦泄漏到太空中，但科學(xué)家們認為這是我們星球歷史上重要早期事件的指紋，這是地球從在星云中吸收物質(zhì)來成長的有效證據(jù)。

標簽： 太陽星云