Учените са открили изненадващо голямо количество от рядка версия на хелий, наречена хелий-3, във вулканични скали на канадския остров Бафин. Това подкрепя теорията, че благородният газ изтича от ядрото на Земята - вероятно от хилядолетия.

Изследователският екип открива и хелий-4 в скалите, съобщава CNN. И докато той е често срещан на Земята, хелий-3 се открива по-лесно в космоса, поради което учените са изненадани от намирането на по-голямо количество от елемента в скалите на остров Бафин.

Проучване, описващо откритието, е публикувано в списание Nature.

„На най-основно ниво във Вселената има малко 3He (хелий-3), в сравнение с 4He (хелий-4)“, казва водещият автор на изследването Форест Хортън, учен в отдела по геология и геофизика в Woods Hole Oceanographic Institution.

„3He е рядък на Земята, защото не се произвежда или добавя към планетата в значителни количества и е изгубен в космоса“, добавя Хортън. Докато скалистата част на Земята се разбърква и конвектира подобно на гореща вода върху печка, материалът се издига, охлажда и потъва.

По време на етапа на охлаждане хелият се губи в атмосферата и след това в космоса. Откриването на елементи, които изтичат от ядрото на Земята, може да помогне на учените да разберат как нашата планета се е формирала и еволюирала с течение на времето.

Съкровище от „научни съкровища“

Остров Бафине най-големият остров в Канада, както и петият по големина в света.

Високо съотношение на хелий-3 към хелий-4 е открито за първи път във вулканичните скали на Бафин от Солвей Лас-Еванс в рамките на нейните докторски изследвания под ръководството на учения от Университета в Единбург Финлей Стюарт.

Техните открития са публикувани в Nature през 2003 г.

Съставът на една планета е отражение на елементите, които са я формирали.

Предишни изследвания установяват, че следи от хелий-3, изтичащи от ядрото на Земята, подкрепят популярната теория, че нашата планета е възникнала в слънчева мъглявина - облак от газ и прах, който вероятно се е сринал поради ударната вълна на близка супернова, съдържаща елемента.

Хортън и колегите му правят крачка напред, провеждайки изследване на остров Бафин през 2018 г., в рамките на което изучават лавата, изригнала преди милиони години, когато Гренландия и Северна Америка се разделят, правейки път за ново морско дъно.

Те предполагат, че скалите съдържат информация за ядрото и мантията на Земята.

Изследователите пътуват с хеликоптер до отдалечения неземен пейзаж на острова, където потоците лава образуват извисяващи се скали, гигантски айсберги плуват във водите, а полярни мечки дебнат крайбрежието.

Местни организации, включително Qikiqtani Inuit Association и Nunavut Research Institute, им предоставят достъп, съвет и защита от мечките, казва Хортън.

„Тази зона на остров Бафин има особено значение както под формата на свещени земи за местните общности, така и като научен прозорец към дълбоката Земя“, допълва той.

Арктическите скали, които Хортън и неговият екип изследват, разкриват изненадващо високи нива на хелий-3 и хелий-4 спрямо регистрирани при предишни изследвания. Количеството варира и в пробите, които събират.

 „Много от лава образуванията са пълни с яркозелен оливин (известен също като скъпоценния камък перидот), така че всяка скала е съкровище, което трябва да бъде открито,“ казва Хортън, допълвайки: „И какви научни съкровища се оказаха само!“

Приблизително един атом хелий-3 съществува на всеки милион атоми хелий-4, според Хортън. Екипът измерва около 10 милиона атома хелий-3 на грам кристали оливин.

„Нашите високи измервания на 3He/4He предполагат, че газовете, вероятно наследени от слънчевата мъглявина по време на формирането на слънчевата система, са по-добре запазени на Земята, отколкото се смяташе досега“, допълва той.

Проследяване на историята на Земята

Но как изобщо хелий-3 се е озовал в скалите? Отговорът може да се крие още в Големия взрив, създал Вселената и освободил изобилие от водород и хелий. Тези елементи са включени във формирането на галактиките с течение на времето.

Учените смятат, че слънчевата ни система се е образувала преди 4.5 милиарда години в космическа мъглявина. Тъй като облакът прах се разпада от близък взрив на свръхнова, полученият материал образува въртящ се диск, който в крайна сметка слага началото на нашето Слънце и планетите, според НАСА.

Хелият, наследен от мъглявината, вероятно се е заключил в ядрото на Земята, когато планетата се е образувала, превръщайки го в резервоар от благородни газове.

Тъй като хелий-3 изтича от ядрото, той се издига на повърхността през мантията под формата на магмени струи, които, в крайна сметка, изригват на остров Бафин.

„По време на изригването по-голямата част от газовете в магмата са избягали в атмосферата“, казва Хортън. „Само кристалите оливин, образували се преди изригването, са уловили и запазили хелия от дълбините на Земята.“

Новото изследване подкрепя идеята, че хелий-3 изтича от ядрото на Земята от известно време, но изследователите не са напълно сигурни кога е започнал този процес.

„Лавата е на възраст около 60 милиона години, а издигането на мантията е отнело може би десетки милиони години“, казва Хортън. „Хелият, който измерихме в тези скали, би дошъл от ядрото преди 100 милиона години или вероятно много по-рано.“

Изтичането на хелий от ядрото на Земята не засяга планетата и няма отрицателни последици, казва ученият. Газът не реагира химически с материята, така че няма въздействие върху човечеството или околната среда.

Изследователският екип иска да проучи и дали ядрото е склад на други леки елементи, което би могло да обясни защо външното ядро на Земята е по-малко плътно от очакваното.

„Дали ядрото е основно хранилище на елементи, като въглерод и водород, които са важни по отношение на обитаемостта на планетата? Ако е така, дали потоците от тях от ядрото през историята на Земята са повлияли на планетарната еволюция?“, пита Хортън.

„Може би хелият може да се използва за проследяване на други елементи, минаващи през границата между ядрото и мантията,“ завършва той.

Новините на Darik Business Review във Facebook , Instagram , LinkedIn и Twitter !