从核心泄漏的古代氦提供了地球形成的线索

一项新的研究报告称，氦气的稀有同位素 Helium-3 正在从地球核心泄漏。因为几乎所有的氦 3 都来自大爆炸，所以气体泄漏增加了地球形成于太阳星云内部的证据，这一点长期以来一直存在争议。

Helium-3 已在地球表面进行了相对少量的测量。但科学家们不知道有多少是从地球核心泄漏的，而不是它的中间层，称为地幔。

这项新研究确定地核是地球上氦-3的主要来源。一些自然过程可以产生氦 3，例如氚的放射性衰变，但氦 3 主要是在星云中产生的——巨大的、旋转的气体和尘埃云，就像我们的太阳系产生的云一样。因为氦是宇宙中最早产生的元素之一，所以大多数氦 3 可以追溯到大爆炸。

随着行星的生长，它会从周围环境中积累物质，因此它的成分反映了它形成的环境。为了在核心深处获得高浓度的氦 3，地球必须在一个蓬勃发展的太阳星云内形成，而不是在其边缘或在其减弱阶段。

这项新研究为地球形成之谜增添了更多线索，为我们的星球在太阳星云内部形成的理论提供了更多证据。

该研究发表在 AGU 杂志《地球化学、地球物理学、地球系统》上，该杂志发表了关于地球和行星过程的化学、物理学、地质学和生物学的研究。

新墨西哥大学的地球物理学家、主要研究作者彼得奥尔森说，每年约有 2,000 克氦 3 从地球泄漏，“大约足以装满你办公桌大小的气球”。“这是大自然的奇迹，也是地球历史的线索，地球内部仍然存在大量这种同位素。”

研究人员在地球历史的两个关键阶段对氦进行了建模：早期形成，当行星积累氦时，以及在月球形成之后，氦丢失。有证据表明，在其历史早期，大约 40 亿年前，一个地球大小三分之一的物体撞击了地球，这种撞击将重新融化地壳，使大部分氦气逸出。直到今天，气体仍在继续逸出。

使用现代氦 3 泄漏率以及氦同位素行为模型，研究人员估计核心中存在 10 太克(10 13克)到 1 拍克(10 15克)的氦 3——Olson 认为这是一个巨大的数量。说地球是在太阳星云内部形成的，高浓度的气体可以让它在地球深处积聚。

然而，Olson 说，未来寻找其他星云产生的气体(如氢气)以与氦 3 相似的速率和位置泄漏的工作可能是作为来源的核心的“确凿证据”。“谜团多于确定性。”

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