Факт: первородный гелий, образовавшийся после Большого взрыва, прямо сейчас вытекает из ядра Земли.
Паниковать не стоит — оболочка Земли достаточно твёрдая, так что мы не сдуемся как воздушный шарик. А вот увлекающимся космосом эта информация полезна. Она означает, что Земля сформировалась внутри молекулярного облака, из которого родилось Солнце — деталь рождения нашей планеты долгое время оставалась неразрешенной.
Гелий на Земле представлен двумя стабильными изотопами. Самым распространенным является гелий-4, ядро которого содержит два протона и два нейтрона. На долю гелия-4 приходится около 99,99986 процента всего гелия на нашей планете. Другой стабильный изотоп, составляющий всего около 0,000137 процента земного гелия — это гелий-3 с двумя протонами и одним нейтроном.
Именно гелий-3 был обнаружен при утечке из недр Земли. В основном она происходит вдоль системы океанических вулканических хребтов, что дает нам довольно хорошее представление о скорости его утечки из земной коры.
Гелий-3 выходит из Земли со скоростью... 2 килограмма в год.
Остаётся открытым вопрос количества гелия в мантии. Единственный способ, при котором значительное количество гелия-3 может находиться внутри планетарного ядра, — это если бы оно образовалось в процветающей туманности. Разобраться с его появлением решили геохимики из Университета Нью-Мексико: они провели исследование, смоделировав запасы гелия на Земле в процессе ее эволюции.
В процессе своего формирования протопланета накапливала в себе гелий. Затем случилось Великое столкновение: объект размером с Марс врезался в очень молодую Землю, отправив обломки на орбиту Земли, которые в конечном итоге рекомбинировались и образовали Луну.
Во время этого события, которое привело к повторному плавлению мантии, большая часть гелия, запертого в мантии, была бы потеряна. Ядро, однако, более устойчиво к ударам, что позволяет предположить, что оно может быть довольно эффективным резервуаром для сохранения гелия-3.
Фактически, именно это и обнаружили исследователи. Используя текущую скорость утечки гелия-3 из недр, а также модели поведения изотопов гелия,они обнаружили, что в ядре нашей планеты, вероятно, находится от 10 тераграммов (10^13 граммов) до одного петаграмма (10^15 граммов) гелия-3.
Вероятность того, что все условия были выполнены для сохранения гелия-3 в ядре Земли, достаточно низка: на деле его может быть намного меньше, чем предполагается в работе команды. Однако, если эти данные подтвердятся, то мы получим намного более подробный ответ на то, из чего состояла прото-Земля.