什么?地球漏气了?

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什么?地球漏气了?

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啥!地球漏气了?

此前,有报道称:“科学家发现,有一种宇宙大爆炸后形成的氦-3 气体正不断地从地核向外部泄漏。”这份报道让很多人感到诧异。地核分为内外核,外核是液态,内核推测是固态,主要是由铁、镍元素组成的高温,高密度的固态物质,其温度可达 4000~6800℃。那么,地核中的氦-3 气体到底从何而来?

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是如何发现

地核正在“漏气”?

科学家在巴芬岛的火山岩中发现了氦-3,这种稀有的氦同位素的出现为地核泄漏提供了证据。相对于常见的氦-4,氦-3在地球上非常罕见,它更常在宇宙中的其他地方被找到。主要研究者、伍兹霍尔海洋研究所的福雷斯特·霍顿(Forrest Horton)博士解释说,整个宇宙的氦-3含量都极少,而地球的岩石部分会像锅炉上的热水一样发生对流现象,氦气在冷却阶段会流失到大气层中,再流失到太空中。

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氦-3

是如何进入地核的?

氦-3进入地核的过程可能可以追溯到宇宙“大爆炸”时期。大爆炸宇宙论认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前的大爆炸后膨胀形成的。在这个过程中,大量的氢和氦被释放,随着时间的推移,这些元素参与了星体,包括地球的形成。当地球形成时,氦元素可能被锁在了地核中,使地核成为了这一惰性气体的储存库。

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氦-3

是什么?

氦气是一种无色无味,密度很小的单原子气体,它的化学性质稳定,不容易与其他物质发生化学反应。氦元素在整个元素周期表中排第二位,根据氦原子核内中子数量的不同,又细分成了多种同位素。地球上,绝大多数的氦原子核都是由两个质子和两个中子组成,也就是氦-4,其比例占到了地球上所有氦元素的99.99986%。此外,氦原子核的另一种稳定结构仅由两个质子和一个中子组成,称为氦-3,其含量仅占0.000137%。

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氦-3

完美的核聚变燃料?

科学家对氦-3气体如此关注,不仅是因为这种气体极其稀有,更重要的是氦-3本身还是一种开发潜力巨大的能源。

目前,人类进行的关于核聚变的研究是建立在以氘和氚为核燃料的基础上的,这两种核燃料虽然反应条件苛刻,但是它们在地球上的储量可观,且释放的能量大,受到了科学家们的青睐。

美中不足的是,氘和氚聚变过程中会释放出大量的中子,这些中子本身不带电荷,无法被磁场所束缚。这些中子带有极高的能量,会直接轰击到内壁材料上,材料表面出现大量缺陷,造成内壁损伤,影响材料的力学性能,带来很严重的安全隐患。因此,科学家们希望能找到一种更安全的核燃料来推进核能源的开发和生产。

而氦-3恰恰就是这样一种近于完美的核燃料,其聚变反应过程不会向外释放中子,只会释放带正电荷的质子。质子在磁场中可以得到有效的磁约束,因此聚变反应的安全性大大提高,不会产生过多的核废料。只可惜地球上的氦-3含量太少,已探明可供人类开采的储量仅仅只有500千克左右,根本无法投入大规模生产。

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地核泄漏对

地球有无负面影响?

霍顿博士解释,从地核泄漏的氦-3不会对地球产生任何负面影响。惰性气体不会与其他物质产生化学反应,因此不会对人类或环境产生影响。这次的发现提出了新的研究方向和问题,比如地核是否还是碳和氢等元素的主要储存库,这些元素在地球的演化史中又扮演着怎样的角色。

霍顿博士表示,他们团队很期待能够研究类似的问题,并且通过氦-3,可能还能追踪到穿过地幔边界的其他元素,为我们理解地球的内部结构和演化提供更多的信息。

这项研究不仅为我们揭示了地球内部的一些秘密,也为未来的地球科学研究打开了新的窗口,让我们能够更加深入地理解这颗星球的内部运作机制。

原标题:《什么?地球漏气了?》

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