来自时间黎明的古代气体正从地核泄漏

释放在地球表面的氦-3包含了来自地球深处和遥远过去的故事。

一项新的研究报告称，一种可以追溯到大爆炸时期的稀有气体正在从地核泄漏出来，这为我们的星球在数十亿年前的形成提供了新的线索。

氦的同位素氦-3正以每年略高于4磅的速度从地球内部逸出，但即使是这么小的量也可以帮助解开有关我们星球诞生的环境的大谜团。

这种气体从地球诞生之初就被藏起来了，可以揭示我们的世界是否以及如何从太阳星云中出现的。太阳星云是46亿年前存在的巨大尘埃和气体质量，最终诞生了太阳。

为了更好地了解地球上氦-3的来源和意义，彼得·奥尔森和新墨西哥大学的地球物理学家兼同位素地球化学家扎卡里·夏普对氦-3在地球历史上的关键时刻的运动进行了模拟。

周一发表在《地球化学、地球物理、地球系统》杂志上的一项研究显示，这项研究表明，氦-3以及其他潜在的挥发性物质正在从地核飘出，这进一步证明了地球是在一个繁荣的太阳星云中形成的，而不是像一些理论所说的那样是在它的外围或衰退期形成的。

几十年来，科学家们一直知道，氦-3正在从地球深处泄漏，主要是通过大洋中脊系统，这是一个巨大的水下火山范围。

然而，目前还不清楚这种同位素是来自地幔，还是来自地核本身，地核位于地下近2000英里处。地幔是地球地壳下面的熔融层。

奥尔森在一封电子邮件中说：“之前有许多研究提出氦-3在核心，甚至有几项研究讨论了氦可能如何逃离核心。”

“我们所做的(这是新的)是对所有这些都附加了一些数字的估计。”

换句话说，奥尔森和夏普模拟了地球历史上对其氦-3储备至关重要的时间点。

一个是我们的星球由气体、尘埃和最终的岩石形成和吸积而成。

另一个原因是月球的诞生。月球被认为是地球的一大块，大约45亿年前，我们的幼小行星与另一个原始世界发生了一场灾难性的碰撞，在撞击过程中喷出了大量的氦-3等物质，月球被送入太空。

根据同位素的现代泄漏、这些古老事件以及地球随后的演化，该团队能够估计出，核心中还剩下多达(约1亿吨的氦-3。

这是一个巨大的数量，为地球在形成时处于盛开的太阳星云的厚度中，使其能够富含氦-3和其他元素的观点提供了强有力的证据。

“这方面的基本问题是：地球是什么时候形成的？”奥尔森说。

根据所有的天文证据，太阳星云只持续了几百万年。

因此，如果地球在太阳星云中增长到可观的大小(相当于其目前质量的合理比例)，那么它就必须很早形成并快速增长。

“另一方面，最被广泛引用的理论认为，地球是在更长的时间内形成的，”他补充说，大约是2000万年到1亿年。

虽然一些氦-3也可能起源于地幔，但新的研究表明，地核是同位素的主要来源，这对未来寻求重建地球诞生的研究具有重要意义。

奥尔森和夏普警告说，他们的估计中存在许多不确定性，该模型的预测可能会超过核心中实际存在的氦-3的数量。

然而，他们补充说，只要“这些不确定性的总和不会从根本上改变地幔和地核保留的氦的相对量，那么我们的主要结果--地核是原始氦的主要来源--仍然成立，”根据这项研究。

其他元素也可能从我们星球的最深处升起，充斥着关于其起源的线索。

奥尔森说，一个潜在的目标可能是“轻氢”，这是一种氢同位素，它与太阳星云中的氢组成相匹配，与地球上大多数地方的氢含量高得多形成了鲜明对比。

奥尔森总结道：“我们认为，可以对星云核心的氢泄漏进行有益的研究。”

“如果地球化学家能在冰岛或夏威夷等热点地区的火山岩中找到‘轻氢’的证据，那将几乎是确凿的证据，因为这些热点地区将物质从深处带上来，它们的大部分热量来自核-地幔边界区域。”