一项新的研究报告称，一种稀有的氦同位素氦-3正在从地核泄漏。因为几乎所有的氦-3都来自大爆炸，这一气体泄漏增加了地球形成于太阳星云的证据，而这一证据长期以来一直存在争议。
在地球表面测量到的氦-3数量相对较少。但科学家们不知道有多少泄漏来自地核，而不是地幔层。
这项新研究发表在3月28日的《地球化学、地球物理和地球系统》上，确定地核是地球上氦-3的主要来源。一些自然过程可以产生氦-3，比如氚的放射性衰变，但氦-3主要在星云中产生——巨大的、旋转的气体和尘埃云，就像产生我们太阳系的云一样。由于氦是宇宙中最早的元素之一，大多数氦-3可以追溯到大爆炸。
随着行星的生长，它会从周围环境中积累物质，因此它的组成反映了它形成的环境。为了在地核深处获得高浓度的氦-3，地球必须在演化中的太阳星云中形成，而不是在其边缘或其减弱阶段。
这项新的研究为地球形成的奥秘提供了进一步的线索，也为我们的行星在太阳星云中形成的理论提供了更多的证据。
这项研究发表在《地球化学、地球物理和地球系统》杂志上，该杂志发表了关于地球和行星过程的化学、物理、地质和生物学研究。
“每年大约有2000克氦-3从地球上泄漏，足以填满一个像你桌子一样大小的气球。这是自然界的奇迹，也是地球历史的线索。在地球内部仍然有很多同位素。”新墨西哥大学地球物理学家Peter Olson说，他是这项研究的主要作者。
研究人员在地球历史的两个关键阶段对氦进行了建模：早期形成，当时地球正在积累氦，以及氦在月球形成后消失。有证据表明，在地球的早期历史中，大约40亿年前，一个体积占地球三分之一的天体撞击地球。这种冲击将使地壳重新融化，使大部分氦逸出。这些气体一直逃逸到今天。
利用氦-3泄漏率和氦同位素行为的现代模型，研究人员估计地核中有10到1微克的氦-3。奥尔森说，这个巨大的数量表明，地球是在太阳恒星云中形成的，在那里，高浓度的气体将使其在地球深处积聚。
然而，奥尔森说，未来的工作是寻找其他星云产生的气体，例如氢，以类似氦-3的速度和位置泄漏，这可能是地核作为来源的证据之一。“谜团远多于确定性，”他说
