يبدو أن الهيليوم البدائي منذ مليارات السنين يتسرب من قلب الأرض

يبدو أن الهيليوم البدائي منذ مليارات السنين يتسرب من قلب الأرض

الهليوم القديم البدائي الذي تم تشكيله في أعقاب الانفجار العظيم يتسرب من قلب الأرض ، حسبما أفاد العلماء في دراسة جديدة.

ليس هناك سبب للقلق. الأرض لا تنكمش مثل البالون الحزين. ما يعنيه ذلك هو أن الأرض تشكلت داخل السديم الشمسي – السحابة الجزيئية التي ولدت الشمس ، وهي تفاصيل حول ولادة كوكبنا لم يتم حلها منذ فترة طويلة.

كما يشير إلى أن الغازات البدائية الأخرى قد تتسرب من لب الأرض إلى الوشاح ، والتي بدورها يمكن أن توفر معلومات حول تكوين السديم الشمسي.

يأتي الهيليوم على الأرض في نظيرين مستقرين. الأكثر شيوعًا هو الهليوم -4 ، مع نواة تحتوي على بروتونين واثنين من النيوترونين. يمثل الهيليوم -4 أروند 99.99986٪ من كل الهيليوم على كوكبنا.

النظير المستقر الآخر ، الذي يمثل حوالي 0.000137٪ من الهيليوم الأرضي ، هو الهليوم 3 ، مع بروتونين ونيوترون واحد.

الهليوم -4 هو في الأساس نتاج الاضمحلال الإشعاعي لليورانيوم والثوريوم ، المصنوع هنا على الأرض. على النقيض من ذلك ، فإن الهيليوم 3 هو في الغالب بدائي ، يتكون في اللحظات التي تلت الانفجار العظيم ، ولكن يمكن أيضًا إنتاجه عن طريق الاضمحلال الإشعاعي للتريتيوم.

إنه نظير الهيليوم 3 الذي تم الكشف عنه وهو يتسرب من باطن الأرض ، في الغالب على طول نظام التلال البركانية في منتصف المحيط ، مما يعطينا مؤشرًا جيدًا على المعدل الذي يهرب به من القشرة.

هذا المعدل هو حوالي 2000 جرام (4.4 رطل) في السنة: “بما يكفي لملء بالون بحجم مكتبك ،” يشرح الجيوفيزيائي بيتر أولسون من جامعة نيو مكسيكو.

“إنها إحدى عجائب الطبيعة ، ودليل لتاريخ الأرض ، أنه لا يزال هناك قدر كبير من هذا النظير في باطن الأرض.”

ما هو أقل وضوحا هو المصدر. كم من الهليوم 3 قد يخرج من اللب ، مقابل الكمية الموجودة في الوشاح.

هذا من شأنه أن يخبرنا عن مصدر النظير. عندما تشكلت الأرض ، قامت بذلك عن طريق تراكم المواد من الغبار والغاز العائم حول الشمس الوليدة.

الطريقة الوحيدة التي يمكن أن توجد بها كميات كبيرة من الهليوم -3 داخل نواة الكواكب هي إذا تشكلت في سديم مزدهر. هذا يعني ، ليس على أطرافها ، ولا كما تبددت وانفجرت.

قام أولسون وزميله ، عالم الكيمياء الجيولوجية زاكاري شارب من جامعة نيو مكسيكو ، بالتحقيق من خلال نمذجة مخزون الأرض من الهيليوم أثناء تطوره. أولاً ، أثناء تشكله ، عملية تراكم خلالها الكوكب الأولي ودمج الهيليوم ؛ ثم بعد الأثر العظيم.

يعتقد علماء الفلك أن هذا يحدث عندما يكون حجم الجسم في حجم كوكب المريخ اصطدمت بأرض صغيرة جدًا ، مما أدى إلى تطاير الحطام في مدار الأرض ، وفي النهاية يتشكل مرة أخرى القمر.

خلال هذا الحدث ، الذي كان سيعيد صهر الوشاح ، كان الكثير من الهيليوم المحبوس داخل الوشاح قد فقد. ومع ذلك ، فإن اللب أكثر مقاومة للتأثير ، مما يشير إلى أنه يمكن أن يكون خزانًا فعالًا تمامًا للاحتفاظ بالهيليوم 3.

في الواقع ، هذا ما وجده الباحثون. باستخدام المعدل الحالي الذي يتسرب به الهليوم 3 من الداخل ، بالإضافة إلى نماذج سلوك نظائر الهيليوم ، وجد أولسون وشارب أنه من المحتمل أن يكون هناك 10 تيراغرام (10)13 غرام) إلى بيتغرام (1015 غرام) من الهليوم -3 في قلب كوكبنا.

يشير هذا إلى أن الكوكب يجب أن يكون قد تشكل داخل سديم شمسي مزدهر. ومع ذلك ، لا تزال هناك العديد من الشكوك. إن احتمالية تلبية جميع الشروط لعزل الهليوم 3 في قلب الأرض منخفضة إلى حد ما – مما يعني أنه قد يكون هناك عدد أقل من النظائر مما يوحي به عمل الفريق.

ومع ذلك ، من الممكن أن يكون هناك أيضًا كميات وفيرة من الهيدروجين البدائي في قلب كوكبنا ، والتي تم التقاطها في نفس العملية التي ربما تكون قد تراكمت فيها الهيليوم -3. يقول الباحثون إن البحث عن دليل على تسرب الهيدروجين يمكن أن يساعد في التحقق من صحة النتائج.

تم نشر البحث في الجيوكيمياء والجيوفيزياء والأنظمة الجيولوجية.

READ  شاهد مركبة Artemis 1 Orion الفضائية تدخل مدار القمر يوم الجمعة

You May Also Like

About the Author: Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *