Ядро нашей планеты, кажется, протекает, и ученые думают, что знают, почему

Рекордные концентрации изотопа гелия, обнаруженные в арктических породах возрастом 62 миллиона лет, могут быть на сегодняшний день наиболее убедительным доказательством медленной утечки в ядре нашей планеты.

Основываясь на результатах исследования После предыдущего анализа древних потоков лавы группа геохимиков из Океанографического института Вудс-Хоул и Калифорнийского технологического института теперь более чем когда-либо уверена, что гелий, захваченный в ядре во время формирования нашей планеты, пробивается на поверхность.

Гелий не из тех элементов, с которыми легко заводить друзей. Поскольку гелий настолько легкий и нереакционноспособный, ничто не может помешать ему диффундировать из обнаженных пород в атмосферу и улетать в космос.

Это делает гелий удивительно редким материалом на поверхности планеты. Тем не менее, сколько элемента остается в ловушке глубоко под нашими ногами, является одной из величайших неизвестных в геологии.

После примерно 4,6 миллиардов лет излияния лавы большая часть гелия, проглоченного Землей в младенчестве, должна была быть уничтожена. рыгнул. Таким образом, любые следы газа, обнаруженные в относительно свежих залежах вулканической породы, должны были появиться из карманов мантии, которые еще не выделили свой гелий, или из медленно просачивающихся запасов.

Базальтовые лавы на канадских месторождениях На Баффиновом острове наблюдается одно из самых высоких в мире соотношений гелия 3 (³He) и немного более тяжелого изотопа гелия 4 (⁴He). Для геологов такая смесь указывает на то, что присутствие газа не является загрязнением атмосферы, а скорее признаком более глубокого и древнего происхождения.

Несколько лет назад геохимик Океанографического института Вудс-Хоула Форрест Хортон обнаружил изотоп гелия. Эти соотношения в 50 раз превышают атмосферные уровни в образцах оливина, собранных из лавовых полей Баффина, что делает их высокими даже для мантии.

Эта необычная концентрация ³Он также был присутствует в лавах, собранных в Исландии, на участке земной коры, который, как полагают, находится над собственной конвейерной лентой мантийной активности.

Не исключая возможности совпадения, Хортон и его команда задавались вопросом, являются ли обе горячие точки возможно, получили гелий из древнего резервуара, примыкающего к мантии.

Теперь кажется, что их догадка может оказаться верной. Их последний анализ, включающий коллекцию оливина, взятого из десятков защищенных мест на Баффине и прилегающих островах, выявил самое высокое соотношение ³He к ⁴He, когда-либо зафиксированное в вулканических породах. размеры почти в 70 раз превышают все наблюдаемые в атмосфере.

Принимая во внимание соотношения других изотопов, включая стронций и неодим, команда могла исключить факторы, которые могли изменить идентичность гелия после извержения, построив еще более убедительный аргумент в пользу необычного происхождения газа.

Соотношение изотопов другого благородного газа, неона, также соответствует условиям, существовавшим, когда Земля собиралась по кусочкам миллиарды лет. назад, указывая на хранилище, время почти забыло.

Отслеживание неона и гелия до ядра не так дико, как может показаться на первый взгляд. Моделирование термодинамики, давления и состава недр нашей планеты позволяет предположить, что запасы благородных газов, захваченных в ядре, могли быть защищены по мере роста Земли, но со временем просочились в окружающую мантию.

Спрятаны за тысячами Из километров плотной, горячей породы ядро ​​Земли настолько недоступно, насколько это возможно для науки. Наш единственный способ изучить его — внимательно прислушаться к тому, как эхо нашей планеты отражается под ее кожей.

Если утечка действительно произойдет, у нас может быть еще один способ изучить ее процессы и узнать кое-что о ней. как планеты, подобные нашей, собираются вместе из водоворота пыли и первичного газа.

Это исследование было опубликовано в журнале Nature.