Kosminen jäänne: Maan ydin kätkee valtavia heliumvarastoja 🌋

Äskettäin tehty löytö muuttaa käsitystämme heliumista, inertiksi pidetystä kaasusta, paljastaen sen kyvyn sitoutua rautaan äärimmäisissä paineissa. Tämä edistysaskel avaa uusia näkökulmia maapallon ytimen koostumukseen ja sen geologiseen historiaan.


Helium, joka tunnetaan kemiallisesta inerttiydestään, on pitkään ollut käsityksessä, että se ei voi muodostaa stabiileja yhdisteitä. Kuitenkin japanilaiset ja taiwanilaiset tutkijat ovat osoittaneet, että se voi integroitua raudan kiteiseen rakenteeseen äärimmäisissä paine- ja lämpötilaolosuhteissa. Tämä löytö, joka saatiin aikaan laserilla kuumennetun timanttialustalla, kyseenalaistaa vuosikymmenten tieteelliset tiedot.

Helium ja rauta: odottamaton liitto

Altistamalla rautaa ja heliumia paineille, jotka ulottuvat jopa 55 gigapascaliin ja lämpötiloille, jotka lähestyvät 3 000 kelviniä, tutkijat havaitsivat yhdisteiden muodostuvan, joita kutsutaan nimellä FeHex. Nämä yhdisteet osoittavat merkittävää laajentumista raudan kiteisessä rakenteessa, mikä viittaa huomattavaan heliuminsäilymiseen.

Tämä reaktio, vaikka yllättävä, oli ennustettu teoreettisissa malleissa. Kuitenkin tämä on ensimmäinen kerta, kun se on vahvistettu kokeellisesti.

Mitattu heliumipitoisuus saavuttaa 3,3 %, mikä on 5 000 kertaa enemmän kuin aiemmissa tutkimuksissa. Tämä löytö viittaa siihen, että maapallon ydin saattaa sisältää valtavia heliumvarastoja, erityisesti helium-3:ta, harvinaista ja primaarista isotooppia.

Uusi näkökulma maapallon muodostumiseen

Heliumin läsnäolo maapallon ytimessä voisi kirjoittaa uudelleen planeettamme muodostumisen historian. Se viittaa siihen, että nuori Maa olisi vanginnut kaasuja aurinkokunnan nebulasta, vedyn ja heliumien pilvestä, joka ympäröi nuorta aurinkokuntaa.

Tämä hypoteesi on ristiriidassa perinteisten mallien kanssa, jotka olettavat, että nämä kaasut on suurelta osin menetetty planeetan muodostumisen aikana. Se ehdottaa myös, että muut haihtuvat alkuaineet, kuten vety, voisivat olla varastoituna samankaltaisesti, tarjoten uuden selityksen maapallon veden alkuperälle.

Nämä tulokset avaavat uusia näkymiä geologian ja materiaalitieteen tutkimukseen. Ne voivat myös valaista eksoplaneettojen koostumusta ja tähtijärjestelmien muodostumista.

Syvemmälle: Mikä on helium-3?

Helium-3 on harvinainen helium-isotooppi, joka koostuu kahdesta protonista ja yhdestä neutronista. Toisin kuin helium-4, joka syntyy radioaktiivisen hajoamisen seurauksena, helium-3 on primaarista, eli se juontaa juurensa aurinkokunnan muodostumiseen. Sen läsnäolo tulivuorikivissä, kuten Havaijilla, viittaa siihen, että se tulee maan syvyyksistä.

Tämä isotooppi on erityisen arvokas tutkijoille, koska se tarjoaa viitteitä siitä, millaiset olosuhteet vallitsivat maapallon ja aurinkokunnan muodostumisen aikana. Sitä pidetään usein "jälkenä" kaasuista, jotka olivat läsnä aurinkokunnan nebulassa, kaasun ja pölyn pilvessä, joka on synnyttänyt planeettamme.

Helium-3:ta käytetään myös huipputeknologian aloilla, kuten ydinfuusiossa, jossa sitä tutkitaan sen potentiaalin vuoksi tuottaa energiaa ilman radioaktiivisia jätteitä. Maapallolla se on äärimmäisen harvinaista, mutta sitä löytyy merkittäviä määriä Kuusta, mikä tekee siitä mahdollisen resurssin tuleville avaruusmissioille.

Lopuksi, äskettäin tehty löytö sen mahdollisesta läsnäolosta maapallon ytimessä avaa uusia näkymiä. Jos helium-3 on todella varastoituna suurina määrinä ytimeen, se voisi selittää korkeat suhteet, jotka havaitaan tulivuorenpurkauksissa, ja antaa tietoa syvistä geokemiallisista prosesseista.