科学家发现一种古老且珍贵的气体正从地球深处不停地释放出来

发布时间：2023-10-31 09:36:56 所属栏目：外闻来源：转载

导读： 　　地球表面内的距离约为6371 千米。目前为止，我们在地球内所挖掘的最深处为 12 公里的左右，如果将地球比作一个鸡蛋的话，那我们甚至连它的蛋壳都没有钻穿，所以对于地球深处的情况，我

　　地球表面内的距离约为6371 千米。目前为止，我们在地球内所挖掘的最深处为 12 公里的左右，如果将地球比作一个鸡蛋的话，那我们甚至连它的蛋壳都没有钻穿，所以对于地球深处的情况，我们目前知道的并不多，不过在科学家的努力下，地球深处的秘密也在一点一点地被发现。

　　由于氦很轻，并且还是一种惰性元素，几乎不可能与其它的元素形成更重的化合物，而地球的引力又不能对氦气形成有效的束缚，因此地球上的氦其实是非常少的，在此基础上，再加上地球上的氦绝大部分都是氦-4，而氦-3在其中所占的比例仅为0.000137%，所以氦-3就显得极为珍贵。

　　早在2022年3月的时候，一个来自新墨西哥大学的研究团队就发现，地球海洋底部的“洋中脊”会释放出氦-3气体，科学家认为，这些氦-3应该是来自于地球深处。

　　在我们地球上，氦-3是可以自然形成的，其主要生成途径就是宇宙射线的轰击，例如宇宙射线中的快中子轰击大气层中的氮-14原子核的时候，就有可能生成碳-12和氚，而氚是一种不稳定的放射性同位素，其半衰期只有大约12.43年，它们的原子核由两个中子和一个质子构成，在发生衰变之后，氚就会转变成氦-3。

　　显而易见的是，在地球深处是没有这样的途径的，那么，这些地球深处释放出来的氦-3是从何而来呢？科学家给出的答案就是：它们其实是地球形成之初就“自带”的。

　　根据科学界的主流观点，我们的太阳系其实是形成于一片巨大的原始星云发生的引力坍缩，在此过程中，太阳首先在星云中心形成，在此之后，这片原始星云的残余物质则一边围绕太阳旋转，一边相互碰撞和吸积，并最终形成了太阳系中的各种天体，其中就包括了地球。

　　所以在很久很久之前的地球的核反应堆形成之初，其里面的氦-3的含量一般说来是不可缺少的，远超我们现在的，但由于地球的形成是一个物质不断碰撞和吸积的过程，在此过程中，大量的动能会转化成热量，所以地球在形成之初，其实是一颗炽热的熔融态星球，在这种情况下，原始地球上的氦-3会大量地流失。

　　而根据科学家的推测，在大约45亿年前，地球还曾经遭到过一颗与火星差不多大的行星撞击，撞击过程产生的高温，又会进一步加剧了氦-3的流失，计算机模拟的结果显示，在此次撞击之后不久，地球的地壳和地幔中的氦-3就已经流失殆尽，只有地幔中还存在着少量的氦-3。

　　由此可见，这些从地球深处不断地释放出来的氦-3气体，其实就是来自地核，它们是非常古老的，其存在时间至少已经有46亿年，其中的一部分甚至还可能形成于宇宙诞生之初。

　　科学家认为，氦-3在地核和地幔之间的迁移主要是通过与氧化镁发生“溶出作用”来实现的，在被转移到地幔之后，这些氦-3又会随着地幔物质的运动逐渐上移到地球表面，并最终以气体的形式被缓慢地释放出来。

　　值得注意的是，根据近日发表在《自然》杂志上的一项新研究，一个来自爱丁堡大学的研究团队，在加拿大巴芬岛（Baffin Island）上的火山岩中，检测到浓度异常高的氦-3，研究人员指出，这些火山岩是由从地球深处涌出的岩浆形成，而其中的“浓度异常高的氦-3”，无疑为上述的观点提供了又一个有力的支撑。

　　看到这里可能有人会问了，既然这些古老且珍贵的气体，正从地球深处不断地释放出来，那我们能不能将它们利用起来呢？很遗憾，答案是否定的。

　　因为这些氦-3的释放量实在是太少了，根据科学家的估算，平均每一年，其释放量只有2千克，并且还是极为分散的，所以我们根本就无法对其收集利用，可以预见的是，这些氦-3在被释放出来之后不久，就会从逃逸到外太空去，毕竟地球的引力不能对它们形成有效的束缚。

　　顺便讲一下，太阳的核聚变也会产生氦-3，在它释放出的“太阳风”里，其实就包含了微量的氦-3，但由于地球磁场的阻挡，“太阳风”里的氦-3是无法抵达地球表面的。这样一来，我们就可以利用地球磁场来吸收太阳风中的氦-3，从而减少地球磁场对太阳风的影响。

（编辑：南平站长网）

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