Mai 20, 2022

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Es scheint, dass Ur-Helium vor Milliarden von Jahren aus dem Erdkern ausgetreten ist

Es scheint, dass Ur-Helium vor Milliarden von Jahren aus dem Erdkern ausgetreten ist

Uraltes Helium bildete sich in der Folge die große Explosion Austritt aus dem Erdkern, berichten Wissenschaftler in einer neuen Studie.

Es gibt keinen Grund zur Sorge. Die Erde entleert sich nicht wie ein trauriger Ballon. Das bedeutet, dass sich die Erde innerhalb des Sonnennebels gebildet hat – der Molekülwolke, die die Sonne gebar, Details über die Geburt unseres Planeten lange Zeit ungeklärt.

Es deutet auch darauf hin, dass andere primordiale Gase aus dem Erdkern in den Mantel sickern könnten, was wiederum Aufschluss über die Entstehung des Sonnennebels geben könnte.

Auf der Erde kommt Helium in zwei stabilen Isotopen vor. Am gebräuchlichsten ist Helium-4 mit einem Kern, der zwei Protonen und zwei Neutronen enthält. Helium-4 macht 99,99986 % des gesamten Heliums auf unserem Planeten aus.

Das andere stabile Isotop, das etwa 0,000137 % des Heliums der Erde ausmacht, ist Helium-3 mit zwei Protonen und einem Neutron.

Helium-4 ist im Grunde das radioaktive Zerfallsprodukt von Uran und Thorium, das hier auf der Erde hergestellt wird. Helium-3 dagegen ist meist primitiv, entsteht in den Augenblicken nach dem Urknall, kann aber auch durch den radioaktiven Zerfall von Tritium entstehen.

Es ist das Isotop von Helium-3, das aus dem Erdinneren austritt, hauptsächlich entlang eines mittelozeanischen vulkanischen Rückensystems, was uns einen guten Hinweis auf die Geschwindigkeit gibt, mit der es aus der Kruste entweicht.

Diese Rate liegt bei etwa 2.000 Gramm (4,4 Pfund) pro Jahr: „genug, um einen Ballon von der Größe Ihres Schreibtischs zu füllen.“ Geophysiker Peter Olson erklärt von der Universität von New Mexico.

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„Es ist eines der Wunder der Natur und ein Wegweiser durch die Erdgeschichte, dass es noch viel von diesem Isotop im Boden gibt.“

Weniger klar ist die Quelle. Wie viel Helium-3 könnte aus dem Kern austreten, im Vergleich dazu, wie viel sich im Mantel befindet.

Dies würde uns etwas über die Quelle des Isotops sagen. Als sich die Erde bildete, sammelte sie Material aus Staub und Gas, die um die junge Sonne schwebten.

Der einzige Weg, wie große Mengen Helium-3 in den Kernen von Planeten existieren könnten, wäre, wenn es sich in einem blühenden Nebel bildete. Das heißt, nicht an seinem Rand, noch während es sich auflöste und explodierte.

Olson und sein Kollege, der Geochemiker Zachary Sharp von der University of New Mexico, untersuchten, indem sie die Heliumvorräte der Erde während ihrer Entwicklung modellierten. erstens während seiner Entstehung ein Prozess, bei dem der Protoplanet Helium ansammelt und verschmilzt; Dann nach der großen Wirkung.

Astronomen glauben, dass dies passiert, wenn ein Objekt die Größe von hat Mars Es kollidierte mit einer sehr kleinen Erde, wodurch Trümmer in die Erdumlaufbahn flogen und sich schließlich wieder bildeten. der Mond.

Während dieses Ereignisses, das den Mantel wieder geschmolzen hätte, war ein Großteil des im Mantel eingeschlossenen Heliums verloren gegangen. Der Kern ist jedoch widerstandsfähiger gegen Stöße, was darauf hindeutet, dass er ein voll wirksames Reservoir zum Halten von Helium-3 sein könnte.

Tatsächlich haben die Forscher dies herausgefunden. Unter Verwendung der aktuellen Rate, mit der Helium-3 ins Innere leckt, sowie von Modellen des Isotopenverhaltens von Helium fanden Olson und Sharpe heraus, dass es wahrscheinlich 10 Tg gibt (10).13 Gramm) in Petgramm (1015. Gramm) Helium-3 im Kern unseres Planeten.

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Dies deutet darauf hin, dass sich der Planet in einem blühenden Sonnennebel gebildet haben muss. Allerdings bleiben viele Zweifel. Die Wahrscheinlichkeit, dass alle Bedingungen erfüllt sind, um Helium-3 im Erdkern zu isolieren, ist eher gering – was bedeutet, dass es möglicherweise weniger Isotope gibt, als die Arbeit des Teams vermuten lässt.

Es ist jedoch möglich, dass es auch im Kern unseres Planeten reichlich Urwasserstoff gibt, der im selben Prozess eingefangen wurde, in dem sich möglicherweise Helium-3 angesammelt hat. Die Forscher sagen, dass die Suche nach Beweisen für Wasserstofflecks helfen kann, die Ergebnisse zu validieren.

Die Suche wurde veröffentlicht in Geochemie, Geophysik und geologische Systeme.