揭秘地球“漏气”之谜：氦3的神秘泄露 _生活知道

揭秘地球“漏气”之谜：氦3的神秘泄露
近日，一则关于地球“漏气”的消息引起了广泛关注。许多人对此感到惊讶，毕竟地球并非气球，而是一颗由岩石构成的固态行星。除了表面的大气层，地球内部主要由固态物质和部分液态物质构成，分为地壳、地幔和地核三大圈层。在地球内部，越靠近地心的位置，压力和密度就越大，几乎不可能存在大量气体。那么，所谓的地球“漏气”究竟是怎么回事呢？
实际上，科学家发现了一种名为氦3的气体，它源自宇宙大爆炸，正从地核向外部缓慢泄漏。虽然泄漏的量并不大，但这一现象仍然引发了人们的关注。一些媒体为了吸引眼球，甚至使用了较为夸张的标题来描述这一事件。
与此同时，地球大气层中的气体也在不断逃逸到太空。位于大气层边缘的大气受到的地球引力较小，而那里的空气粒子运动速度却非常高。据估计，每年有数十万吨大气流失到太空中。尽管大气层的气体在不断逃逸，但与整个地球大气的质量相比，这一损失微不足道，不会对人类生存造成影响。
最近发表在《自然》杂志上的一篇论文显示，科学家在加拿大巴芬岛的火山岩中检测到了大量罕见的氦同位素——氦3 。这一发现为“惰性气体氦3正在从地球内部向外泄漏”提供了有力证据。事实上，早在2022年3月，美国新墨西哥大学的一个研究团队就发现，地球大洋底部的洋中脊会释放出氦3气体，并认为这些氦3可能来自地球深处。如今，新的证据进一步巩固了这一推测。
氦3是一种稀有气体元素氦的同位素，其原子核由两个质子和一个中子组成。在地球上，氦3的含量非常低，其在自然氦气中的原子丰度仅为0.000137% 。据测算，全球氦3的总储量不超过100千克。太阳风中含有一定量的氦3原子，但由于地球大气层与磁场的阻挡作用，这些氦3原子很难抵达地球。目前地球上的氦3存量主要来源于宇宙射线中的高能粒子轰击地球大气产生的氦3，以及核弹头中的氚核通过β衰变产生的氦3 。此外，地球形成初期还捕获了一部分氦3并将其保留在地球深处。
科学家表示，地球深处的氦3主要来自宇宙诞生之初的“原初核合成”时期。在这一短暂时期内，宇宙中合成了大量的氦元素，其中包括一部分氦3 。另一部分氦3则来自于古老恒星的核聚变反应。总之，地球内部的氦3是非常古老的。据科学家推测，在地球诞生之初，地球内部的氦3比现在多得多。然而经过40多亿年的泄漏，目前仅地核内还有一小部分氦3 。
氦3的化学性质非常稳定，不会与其他元素发生化学反应。其主要用途是作为核聚变反应堆的燃料。核聚变是一种将两个轻原子核结合成一个重原子核的过程，可以释放出大量能量。氦3是一种理想的核聚变燃料，因为其反应产物是无放射性的氦4和质子，不会产生放射性废物。然而由于地球上氦3的稀缺性和高成本，科学家们正在研究其他方法来获取氦3，例如从月球土壤中开采氦3 。根据月球探测结果，由于太阳风的影响，月球上的氦3含量估计在100万吨以上。
【揭秘地球“漏气”之谜：氦3的神秘泄露】尽管氦3正从地球深处不断释放出来，但目前看来人类还无法对其进行有效利用。这是因为氦3的数量相对较少且分布较为分散，导致收集成本过高。