热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

经研究发现,地核正向外泄漏着氦-3同位素

2022-04-02 14:29     来源:《地球化学、地球物理学、地球系统》期刊     同位素分析

科学家发现从地核内部正在向外泄漏来自远古时期的一种氦同位素。地核为什么会向外泄漏这种同位素已经令人感到意外,更奇怪的是,这说明地球诞生的时间点比科学家现在所知道的更早。

一份新研究发现,地核正在向外泄漏氦-3同位素。科学家对这种同位素很感兴趣,认为它们可以作为安全核能原料的长期方案。

一些元素的衰变会产生氦-3,比如氚元素的衰变,但是科学家认为大部分的氦-3是来自星云——分布范围很大、自转运动着的气体和尘埃,也就是诞生恒星系统的原始物质。科学家认为太阳系也是在一片星云中诞生。因为氦元素是宇宙中最早诞生的元素之一,所以科学家认为氦-3的最初来源可以追溯到宇宙大爆炸的时期。

随着行星的诞生和长大,它不断地从周围的环境中吸取物质,所以行星内部的物质组成结构在很大程度上可以反映它所诞生的环境的情况。既然地核内有高浓度的氦-3成分,这说明地球是在一片星云处于活跃的阶段、而不是在这片星云走向衰败的时期诞生的,而且诞生于星云的中心区域、而不是边缘区域。

关于地球是什么时候、怎样诞生的,科学家有一套理论,但总是不断发现用这个理论无法解释的新证据,特别是关于地球诞生的时间点,至今仍然有很多疑点。这份研究所发现的地核在泄漏氦-3的事实,又是这样的一个证据,说明地球诞生的时间点比科学家现有理论认知的时间点更早。

这份研究发现,地球从地核内部每年会泄漏大约2,000克氦-3气体。主要研究者之一美国新墨西哥大学(University of New Mexico)的地球物理学家彼得 奥尔森(Peter Olson)说:“(这个重量的氦-3气体)大约够充满一张桌子那么大的气球。”

“这是大自然的奇迹、提供我们关于地球历史的线索。而且,目前看来地球内部还有大量这种同位素。”

研究人员表示,星云还产生像氢气这样的气体,如果将来的研究发现地核也在以类似的速度泄漏氢气,那将是地核物质来自星云的进一步证据。不管怎样,奥尔森说:“不知道的事情远比知道的事情多得多。”



推荐阅读

广州地化所展示碳酸盐沉淀过程中碳、氧和团簇同位素之间的动力学分馏机理

碳酸盐矿物的稳定同位素组成是重建过去气候环境条件的重要地球化学指标。然而,由于形成过程机制的复杂性,碳酸盐沉淀后其同位素组成可能无法与周围环境达到同位素平衡,这使得它们的同位素组成在指示气候环境条件时存在不确定性。碳酸盐同位素如碳、氧同位素(δ13C和δ18O)和团簇同位素(Δ47)的不平衡可源于溶解无机碳(dissolved inorganic carbon, DIC)溶液的不平衡。然而,在碳酸盐沉淀过程中也可能存在同位素不平衡现象,即使DIC离子(如碳酸氢根或碳酸根)在沉淀前已与流体达到同位素平衡。 2022-03-17

海洋所等揭示地幔楔蛇纹石化过程的显著铁同位素分馏

近日,中国科学院海洋研究所孙卫东课题组在Earth and Planetary Science Letters上发表了关于马里亚纳俯冲带弧前地幔楔蛇纹岩铁同位素的研究成果。该研究揭示了地幔楔蛇纹石化过程中显著的地幔氧化及铁同位素分馏现象,并探讨其机制以及对岛弧地幔楔氧逸度、岛弧岩浆岩铁同位素组成的意义。 2022-03-11

研究透视:Nature-石墨烯,原子级同位素分析技术

最灵敏的同位素分析 isotope analysis,即使是基于光探针或离子探针的最新技术,其空间分辨率也仅限于几百纳米。尽管使用电子探针的振动光谱学 vibrational spectroscopy ,已经实现了更高的空间分辨率,但到目前为止,在原子水平上探测同位素,一直是极具挑战性的。 2022-03-07

科学家在嫦娥五号月壤中发现铁橄榄石分解成因单质金属铁

近日,中国科学院地球化学研究所研究团队首次在嫦娥五号铲取月壤中找到了铁橄榄石分解成因纳米金属铁的确切证据。 2022-03-04

硼同位素有助于追踪俯冲带的流体过程

俯冲带流体是地壳与地幔之间元素迁移和物质循环的关键载体。 2022-03-01

阅读排行榜