地球の核から何百万年もの間ヘリウムが漏れている可能性があります。

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科学者たちはカナダのバフィン島の火山岩の中でヘリウム-3と呼ばれる珍しいヘリウムを驚くべき量で発見しました。

研究チームは岩石でもヘリウム-4を検出した。

ヘリウム-4は地球上で一般的ですが、ヘリウム-3は宇宙の他の場所でより簡単に見つかります。 これが科学者がバフィン島の岩石で以前に報告されたものよりも多くの元素を発見して驚いた理由です。 最近のジャーナルで発表された発見を説明する研究 自然。

「最も基本的なレベルでは、宇宙には4He（ヘリウム-4）に比べて3He（ヘリウム-3）がほとんどありません。」 、電子メールで。

「3彼は地球上でかなりの量が生産または追加されておらず、宇宙で失われたため、地球ではまれです」とHortonは付け加えました。 「地球の岩の部分がストーブの上のお湯のように振り回され、対流しながら、物質は上昇して冷却され、沈みます。
冷却段階では、ヘリウムは大気と宇宙に失われます。

地球の核から漏洩する要素を検出すると、科学者たちは、時間の経過とともに地球がどのように形成され進化したかについての洞察を得ることができ、新しい発見は地球がどのように形成されたかについての既存の仮説を裏付ける証拠を提供します。

ヌナブート準州に位置するバフィン島は、カナダ最大の島です。 世界で5番目に大きい島でもあります。

ヘリウム-3対ヘリウム-4の高い割合は、エジンバラ大学科学者のFinlay Stuartの監督の下、博士課程の一環として、Solveigh Lass-Evansがバフィン島の火山岩で初めて発見しました。 彼らの研究結果は 2003年の自然。

惑星の構成は、それを形成した元素の反映であり、 以前の研究 地球の核から漏れる微量のヘリウム-3は、私たちの惑星が太陽星雲（近くの超新星の衝撃波によって崩壊した可能性があるガスやほこりの雲）に由来するという一般的な理論を支持していることを発見しました。

Hortonと彼の同僚は、次のようにさらに一歩進んだ。 2018年バフィン島の研究を実施、数百万年前にグリーンランドと北アメリカが割れ、新しい海底が作られたときに噴出した溶岩を研究しています。 彼らは、地球の表面の下に位置する地球の中のほとんど硬い層である地球の核と、マントル内に浸されている内容物の洞察力を含んでいる可能性がある岩石を調べたいと思いました。

研究者たちは、溶岩類がそびえ立つ崖を形成し、巨大な氷山が浮かび、ホッキョクグマが海岸線に沿って歩く孤独な島の非現実的な風景に到達するためにヘリコプターに乗って旅行しました。 「Kikiktani Inuit Association」と「Nunavut Research Institute」を含む地域組織は、研究者にクマへのアクセス、アドバイス、保護を提供したとHortonは言います。

「バフィン島のこの地域は、地域コミュニティのための聖地であり、深い地球を覗く科学的な窓口として特別な重要性を持っています」と彼は言いました。

Hortonと彼のチームによって調査された北極岩は、以前の研究で報告されたものよりも驚くべきことに、ヘリウム-3とヘリウム-4の測定値が高く、測定値は収集したサンプルによって異なりました。

「ほとんどの溶岩は明るい緑のオリーブ石（ペリドットジュエリーとも呼ばれます）でいっぱいです。 」 ホートンが言った。 「そしてそれは本当に科学的な宝物であることがわかった！」

ヘリウム-4原子百万個あたりのヘリウム-3原子は約1個しか存在しないとHortonは言いました。 研究チームは、オリーブの結晶1gあたり約100万のヘリウム-3原子を測定しました。

「私たちの高い3He / 4He測定は、おそらく太陽系が形成されている間、太陽星雲から遺伝したと推定されるガスが以前に考えたよりも地球によく保存されていることを意味します」と彼は言いました。

それでは、ヘリウム-3は最初にどのように岩に入ったのでしょうか。

その答えは、宇宙が創造されたときに大量の水素とヘリウムも放出したビッグバンから始まります。 これらの要素は、時間の経過とともに銀河の形成に統合されています。

科学者たちは、私たちの太陽系が45億年前に太陽星雲内で形成されたと信じています。 ほこり雲が超新星に崩壊し、その結果生成された物質は回転する円盤を形成し、これは最終的に太陽と惑星を誕生させたと言われています。 NASA。

太陽星雲から受け継がれたヘリウムは、惑星が形成されるにつれて地球の核に閉じ込められ、核が不活性ガスの貯蔵所になる可能性が高い。 ヘリウム-3は核から漏れ、マグマ柱の形でマントルを通って表面に上がり、最終的にバフィン島から噴出した。

「噴出中にマグマにあったほとんどのガスは大気中に逃げました」とHortonは言いました。 「噴出前に成長したオリーブの結晶だけが、地球の深い場所のヘリウムを閉じ込めて保存しました」

新しい研究はヘリウム-3が地球の核から漏れているという考えを支持し、しばらくそうでしたが、研究者たちはこのプロセスがいつ始まったのか完全には確信していません。

「溶岩の年齢は約6000万年で、マントルの柱が上がるのにはおそらく数千万年かかりました」とHortonは言いました。 「それで、私たちがこの岩石で測定したヘリウムは、おそらく1億年前でもずっと早く核から抜け出したでしょう。」

地球の核から漏れるヘリウムは地球に影響を与えず、悪影響も及ぼさないと彼は言った。 不活性ガスは物質と化学的に反応しないため、人類や環境に影響を与えません。

次に、研究チームは、地球の核が予想よりも密度が低い理由を説明できる他の軽元素の倉庫であるかどうかを調査しようとします。

「核は、惑星の居住可能性の点で非常に重要な炭素や水素などの元素の主な貯蔵所ですか？ それでは、（地球の）歴史を通して核心から出てくるこれらの要素の流れが惑星の進化に影響を与えましたか？ ヘリウムと他の軽い元素との関連性を調べることができてうれしいです。」とHortonは言いました。 「おそらくヘリウムは、核とマントルの境界を越えて他の元素を追跡するために使用できるでしょう。」