Japāņu un Taivānas pētnieki secinājuši, ka Zemes kodolā var atrasties ievērojams daudzums primārā hēlija.
Ilgu laiku tika uzskatīts, ka hēlijs ir inerts gāze, taču zinātnieki apgalvo, ka Zemes kodolā tas varētu saistīties ar dzelzi ārkārtīgi augsta spiediena apstākļos. Pētnieki izmantoja dimanta presi, ko sakarsēja ar lāzeru, un novēroja hēlija un dzelzs mijiedarbību.
Šis atklājums izaicina ierastās teorijas par planētas iekšējo struktūru un tās veidošanās vēsturi un varētu palīdzēt izprast, kā no ūdeņraža un hēlija izveidojās agrās Saules sistēmas miglājs.
Vulkānu izvirdumu laikā, pirmkārt, virspusē nokļūst minerāli un akmeņi, taču arī tiek izmesti inertās gāzes, kas pazīstama kā primārais hēlijs, pēdas.
Atšķirībā no izplatītā izotopa hēlija-4 (⁴He), kas sastāv no diviem protoniem un diviem neitroniem un pastāvīgi tiek ražots radioaktīvās sabrukšanas procesā, primārajā hēlijā-3 (³He) ir tikai viens neitrons un tas uz Zemes neveidojas.
Ņemot vērā augsto ³He/⁴He attiecību, kas konstatēta vulkāniskajos iežos, zinātnieki jau ilgu laiku uzskatīja, ka dziļi Zemes mantijā ir primārie materiāli, kas satur hēliju-3. Tomēr Tokijas Universitātes Zemes un planētu zinātņu departamenta pēcdoktorants Haruki Takezawa un profesora Keja Hirosē komandas locekļi tagad izaicina šo viedokli, piedāvājot jaunu skatījumu uz pazīstamo eksperimentu — lietu samalšanu.
«Esmu pavadījis daudz gadu, pētot ģeoloģiskos un ķīmiskos procesus, kas notiek dziļi Zemes iekšienē. Ņemot vērā augsto temperatūru un spiedienu, eksperimenti, kas pēta dažus šīs vides aspektus, ir jāveic šajos ekstrēmos apstākļos. Tāpēc mēs bieži izmantojam ar lāzeru sildītu dimanta presi, lai paraugos radītu tādu spiedienu un redzētu rezultātu. Šajā gadījumā mēs zem spiediena aptuveni 5–55 gigapaskāli un temperatūras no 1000 līdz gandrīz 3000 Kelvin samālām kopā dzelzi un hēliju. Šie spiedieni atbilst spiedienam, kas aptuveni 50 000–550 000 reižu pārsniedz atmosfēras spiedienu, un augstākas temperatūras varēja izkausēt irīdiju — materiālu, kas bieži tiek izmantots automašīnu dzinēju aizdedzes svecēs augstās siltumizturības dēļ,» skaidro profesors Kejs Hirosē.
Agrāki pētījumi atklāja tikai nelielas dzelzs un hēlija savienojumu pēdas ar 7 dzelzs daļām uz miljonu hēlija daļām. Tomēr pētnieki atklāja, ka samaltie dzelzs savienojumi saturēja līdz 3,3% hēlija, kas ir aptuveni 5000 reižu vairāk, nekā konstatēts iepriekš.
«Hēlijs ļoti viegli iztvaiko vidē; visi esam redzējuši, kā saplok un sarūk piepūsts balons. Tāpēc mums bija jāatrod veids, kā to novērst mūsu mērījumos. Lai gan materiālu sintēze tika veikta augstās temperatūrās, ķīmiskie mērījumi tika veikti ļoti zemās, vai kriogēnās, temperatūrās. Tas novērsa hēlija iztvaikošanu un ļāva mums to atklāt dzelzī,» norādīja Kejs Hirosē.
Šis atklājums varētu būt nozīmīgs, lai saprastu, kā izveidojās mūsu planēta. Primārā hēlija klātbūtne Zemes kodolā norāda, ka jaunizveidotā planēta, iespējams, uztvēra daļu gāzes no sākotnējās Saules sistēmas ūdeņraža un hēlija vides. Tas arī varētu nozīmēt, ka daļa ūdens uz Zemes varēja veidoties no ūdeņraža.
Pētījums publicēts žurnālā Physical Review Letters
Avots: SciTech Daily
Komentāri (0)
Šobrīd nav neviena komentāra