一项新的模型研究表明，在大爆炸后不久产生的一种极为罕见的氦气正在从地球的金属核心中泄漏出来。
宇宙中绝大多数的这种气体，称为氦-3，是原始的，是在大约 138 亿年前大爆炸发生后产生的。其中一些氦 3 会与太阳星云中的其他气体和尘埃粒子结合在一起——这片巨大的、旋转的、坍塌的云被认为是太阳系的形成。
研究人员说，地球核心可能含有大量氦 3 储层的发现进一步证明了地球是在一个繁荣的太阳星云内部形成的，而不是在其外围或在其减弱阶段。
Helium-3 是“大自然的奇迹，也是地球历史的线索，地球内部仍然存在大量这种同位素，”该研究的主要作者、新大学地球物理学家彼得奥尔森墨西哥在一份声明中说。
Helium-3 是氦的一种同位素或变体，其原子核中有一个中子，而不是通常的两个中子。它是一种稀有气体，仅占地球上氦气的 0.0001%。它来自各种过程，例如氚的放射性衰变，氚是一种稀有的氢放射性同位素。但由于氦是宇宙中最早存在的元素之一，大多数氦 3 很可能来自大爆炸。
研究人员在 3 月 28 日在线发表在《地球化学》杂志上的研究中写道，科学家们已经知道每年约有 4.4 磅（2 公斤）的氦 3 从地球内部逸出，主要是沿着构造板块相遇的大洋中脊系统。地球物理学，地球系统。
奥尔森说，这“大约足以装满你办公桌大小的气球”。
但科学家们并不确定到底有多少氦 3 来自地核与地幔，以及有多少氦 3 在地球的水库中。
为了进行调查，研究小组在地球历史的两个重要阶段模拟了氦丰度：行星的早期形成，当时它仍在积累氦气，以及在月球形成之后，我们的星球失去了很多这种气体。科学家们认为，月球是在大约 40 亿年前一个火星大小的巨大物体与地球相撞时形成的。
这一事件将使地壳融化，并使我们星球内的大部分氦气逸出。
然而，当时地球并没有失去所有的氦 3。它仍然保留着一些稀有气体，这些气体继续从地球内部渗出。研究人员在研究中写道，核心将是这样一个水库的好地方，“因为与地球系统的其他部分相比，它不太容易受到大的撞击，”而且它不参与构造板块循环，这也释放氦气。
研究人员将现代氦 3 泄漏率与氦同位素行为模型相结合。这些计算表明，220 亿磅（10 太克）到 2 万亿磅（1 五克）的氦 3 悬在地球核心——数量巨大，表明地球是在具有高浓度气体的太阳星云中形成的。
研究人员在研究中写道，他们的气体交换模型“在地球形成和演化过程中的交换暗示金属核心是一个泄漏的储层，为地球其他部分提供氦 3”。
但是，由于这些结果是基于建模的，因此结果并非铁定的。该团队不得不做出一些假设——例如，地球在太阳星云中形成时吸收了氦 3，氦进入了形成核心的金属，一些氦离开了地幔的核心。科学家们说，这些假设，以及其他不确定性，包括太阳星云相对于地球形成的速度持续了多长时间，意味着核心中的氦 3 可能比他们计算的要少。
但研究人员希望找到更多支持他们发现的线索。例如，发现其他星云产生的气体，例如氢，从类似的地点以与氦 3 相似的速率从地球泄漏，可能是一个“确凿证据”，表明核心是源头，奥尔森说。“谜团多于确定性。”
