Останній подих Землі? Вчені пояснили, чому ядро планети витікає назовні

Нашій планеті щонайменше 4,5 мільярда років. При цьому серце Землі, а саме її ядро, сформувалося лише близько 1 мільярда років тому. Намагаючись детально вивчити "нутрощі" нашої домівки, науковці дійшли висновку, що із земного ядра витікає рідкісний елемент і вони знають, чому це відбувається. 

Нове ґрунтовне дослідження команди геохіміків з Океанографічного інституту Вудс-Хоула та Каліфорнійського технологічного інституту було оприлюднено в науковому журналі Nature, про найцікавіші його деталі написало видання  Science Alert.

Земне ядро витікає назовні — як вчені зробили сенсаційне відкриття 

Місце витоку знайшли на Баффіновій Землі (північний острів канадської території Нунавут, Канадський Арктичний архіпелаг), звідки дослідники взяли зразки базальтової лави. Так, вивчаючи арктичні породи віком 62 мільйони років, вчені побачили, що у їх складі містяться рекордні концентрації гелію-3 та гелію-4.

Ця незвичайна концентрація гелію також була присутня в зразках лави, зібраних в Ісландії.

Це відкриття може свідчити, що ядро Землі дійсно витікає і викидає на поверхню стародавній матеріал, що був замкнутий у ньому з часів утворення планети. Чому? Продовжуємо нашу розповідь далі.

Що таке гелій-3 і чому він такий важливий для вивчення ядра Землі

Гелій-3 — це рідкісний ізотоп гелію, який має два протони й один нейтрон в ядрі. Він утворився під час Великого вибуху та був розподілений у всій Сонячній системі.

На Землі його дуже мало, оскільки більшість його випарувалася в космос через відсутність магнітного поля в нашої планети в ранні епохи її історії.

Однак деяка кількість гелію-3 була захоплена ядром Землі, коли воно ще було рідким і схильне до сильного перемішування. 

Але те, як частина цього елемента мільярди років залишається у "пастці" глибоко під нашими ногами, досі залишається однією з найбільших таємниць геології.

Чому та як гелій з ядра Землі просочується назовні

На думку вчених, за 4,5 мільярда років виливу лави більша частина гелію, захопленого Землею під час її формування, фактично вже мали б бути втрачені. Таким чином, будь-які сліди газу, знайдені у відносно свіжих запасах вулканічної породи, повинні походити з кишень мантії, які ще не видихнули свій гелій, або зі стародавнього резерву, що повільно витікає.

Тепер здається, що їхня здогадка може бути правильною. Адже останній аналіз, показав найвище співвідношення гелію та ізотопу гелію. Фактично він в 70 разів перевищував все, що раніше спостерігалося в атмосфері Землі.

Взявши до уваги також співвідношення інших ізотопів, включаючи стронцій і неодим, команда могла виключити фактори, які могли змінити ідентичність гелію після виверження, створюючи ще більш вагомі докази незвичайного походження газу. Дослідники також виміряли співвідношення ізотопів неону і виявили, що воно відповідає умовам, які існували під час формування нашої планети мільярди років тому. Усе це разом вказує на існування стародавнього сховища, прихованого в надрах Землі.

Команда зазначає, що відстежити шлях неону і гелію до ядра планети виявилося не так легко. Вони використовували моделювання термодинаміки, тиску і складу надр Землі — все це дає змогу припустити, що запаси захоплених у ядрі благородних газів могли бути захищені в міру зростання Землі. Але з часом стався витік і вони поступово просочувалися в мантію планети.

Вчені вважають, що витік гелію відбувається завдяки існуванню тонких каналів або тріщин у нижній мантії — шарі земної кори, що знаходиться над ядром. Ці канали можуть бути утворені в результаті тектонічних рухів або термальних аномалій, що викликають підйом розплавленого матеріалу з глибин.

Коли цей матеріал досягає верхньої мантії, він може бути захоплений лавовими потоками, які вириваються поверхню через вулкани чи тріщини. Таким чином, гелій-3 та інші елементи ядра можуть бути перенесені на поверхню і потім виявлені за допомогою спеціальних аналізаторів.

Які наслідки може мати це відкриття для науки та людства

Це знання дає науковцям змогу вивчити процеси, які відбуваються всередині нашого ядра й дізнаватися про те, як планети, подібні до нашої, збираються разом із вихору пилу та первісного газу.

Також це може допомогти зрозуміти процеси, які генерують земне магнітне поле, яке захищає нас від сонячного вітру та космічних променів. Також це може дати нам інформацію про те, як змінювалася температура, тиск та склад ядра протягом мільярдів років.

Крім того, гелій-3 є потенційним джерелом енергії для майбутніх технологій термоядерного синтезу, які можуть забезпечити чисту та безпечну енергію для всього світу. Однак для цього необхідно розробити способи видобутку та транспортування гелію-3, а також вирішити питання екологічної та соціальної відповідальності за його використання.

Варто зазначити, що вченим ще належить оцінити, якими можуть бути наслідки для людства, якщо витік із ядра Землі продовжиться.

Раніше ми писали, що вчені знайшли таємничі гігантські споруди, які ховаються під поверхнею Африки.

Нагадаємо, ми розповідали, дослідники дізналися, що насправді ховається всередині Місяця.

Також ми повідомляли, астрономи виявили, що Меркурій продовжує зменшуватися.