ایتنا - دانشمندان در سنگ‌های آتشفشانی جزیره بافین کانادا مقدار شگفت‌انگیزی از یک حالت نادر گاز هلیوم به نام هلیومــ۳ را شناسایی کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند این نشان‌دهنده آن است که این گاز نجیب در حال نشت از هسته زمین است.
پنجشنبه ۱۱ آبان ۱۴۰۲ ساعت ۰۰:۱۲
گاز به‌جامانده از زمان بیگ‌بنگ هنوز هم از اعماق زمین نشت می‌کند
این تیم تحقیقاتی علاوه بر این توانسته است مقداری هلیومــ۴ نیز درون سنگ‌ها پیدا کند. به گفته آن‌ها وجود هلیومــ۴ در زمین معمول است اما هلیومــ۳ اغلب در سایر نقاط کیهان یافت می‌شود. دانشمندان از اینکه مقدار این عنصر بیشتر از مقداری است که پیش از این از سنگ‌های جزیره بافین گزارش شده بود، شگفت‌زده شده‌اند.
به گزارش ایتنا و به نقل از ایندیپندنت، فارست هورتون، نویسنده اصلی این مقاله و دانشیار بخش زمین‌شناسی و ژئوفیزیک موسسه اقیانوس‌شناسی وودزهول، می‌گوید که اصولا مقدار هلیومــ۳ در مقایسه با هلیومــ۴ در گیتی بسیار کمتر است. به گفته او، هلیومــ۳ در زمین بسیار کمیاب است؛ چرا که مقدار قابل‌‌توجهی از آن در زمین تولید یا به سیاره ما اضافه نشده است.
شناسایی عناصری از این دست که از هسته زمین نشت می‌کنند، می‌تواند به دانشمندان کمک کند از چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیاره ما در گذر زمان به درک جدیدی برسند.
کشف ایزیوتوپ هلیومــ۳ که ایزوتوپی عجیب و نادر از گاز هلیوم محسوب می‌شود و قدمت و تاریخ تشکیل آن به دوره‌های آغازین شکل‌گیری کیهان می‌رسد، موفقیت بزرگی برای دانشمندان محسوب می‌شود.
پژوهشگران می‌گویند این گاز برای استفاده در رآکتورهای همجوشی هسته‌ای ظرفیت بسیاری دارد اما مشکل مقدار موجود آن در سیاره ما است. به گفته دانشمندان، میزان هلیومــ۳ در زمین از مقدار آن در ماه هم به‌مراتب کمتر است. آن‌ها می‌گویند همین مقدار هلیومــ۳ در زمین نیز به زمانی باز می‌گردد که این سیاره هنوز در حال شکل‌گیری بود و گاز هلیومــ۳ می‌توانست در اعماق هسته پنهان شود. به عبارت دیگر، امروزه هلیومــ۳ به‌قدری در لایه‌های زیرین و اعماق زمین جا گرفته است که دسترسی به آن برای مصارف علم و فناوری ممکن نیست. با وجود این، دانشمندان می‌گویند که سالانه به طور متوسط حدود دو هزار گرم از آن از اعماق زمین به بالا نشت می‌کند.
دانشمندان پیش از این می‌دانستند که هلیومــ۳ را می‌توان در سنگ‌های آتشفشانی کف اقیانوس‌‌ها پیدا کرد اما چگونگی نشت آن تاکنون برای زمین‌شناسان ناشناخته بود. دانشمندان می‌گویند جریان‌های گدازه‌ای با قدمت بسیار زیاد در اطراف سواحل جزیره بافین واقع در اقیانوس منجمد شمالی در کانادا دارای بالاترین میزان گاز هلیومــ۳ و هلیومــ۴ است.
به گفته پژوهشگران دانشگاه پرینستون و موسسه ژئوشیمی گوانگ‌ژو، این نشان می‌دهد این گازها به بخش گوشته زمین وارد می‌شوند و در اثر فعل‌وانفعالات زمین‌شناسی و آتشفشانی که سنگ‌های مذاب را از مرز هسته و گوشته به بالا می‌آورد، به سطح زمین می‌رسند.
آن‌ها با بررسی این سنگ‌ها و جریان‌های گدازه‌ای که قدمتشان به ۶۲ میلیون سال می‌رسد، دریافتند که گازهای نشت‌کرده از اعماق زمین به‌نوعی به دوران شکل‌گیری منظومه شمسی بازمی‌گردند. حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش، قبل از آنکه منظومه شمسی شامل خورشید و سیارات آن پدید بیاید، یک سحابی عظیم وجود داشت که در نهایت منظومه شمسی ما را به وجود آورد. دانشمندان می‌گویند هسته زمین درست در چنین زمانی مقداری از گاز هلیوم را که یک گاز بی‌اثر یا اصطلاحا نجیب به شمار می‌رود، بلعید و این همان گازی است که امروز از اعماق زمین به سطح سیاره ما نشت می‌کند.
به گفته هورتون و تیم تحقیقاتی او، اخیرا موارد مشابهی از نشت این گاز کمیاب در میدان‌های گدازه‌ای ایسلند نیز مشاهده شده بود. او می‌گوید به ازای هر یک میلیون اتم هلیومــ۴، تنها حدود یک اتم هلیومــ۳ وجود دارد و تیم پژوهشی او در هر گرم کریستال الیوین حدود ۱۰ میلیون اتم هلیومــ۳ شمارش کرده‌اند. این اتم‌ها از میلیاردها سال پیش تاکنون در هسته زمین محبوس شده بودند. به عبارت دیگر، این گازها دست‌کم از زمان فروپاشی ابرهای ستاره‌ای و در هم پاشیده شدن گازها و غبارها در اثر امواج ضربه‌ای ابرنواختری به جا مانده‌اند.
نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.
کد مطلب: 75325
