Что произошло
Ученые нашли косвенное доказательство того, что ядро Земли начало активно «протекать»: они нашли гелий-3 в вулканических породах в Канаде, что указывает на возможную утечку этого элемента из сердцевины планеты. Исследование провели Океанографический институт Вудс-Хоул и Калифорнийский технологический институт, его результаты опубликованы в журнале Nature.
- Гелий на Земле существует в виде двух стабильных изотопов. Самый распространенный — это гелий-4 с ядром, содержащим два протона и два нейтрона. Этот изотоп составляет порядка 99,99986% всего гелия на планете. Вторым стабильным изотопом, составляющим всего около 0,000137% земного вещества, стал гелий-3 с двумя протонами и одним нейтроном.
- В 2003-м следы изотопа гелия-3 были обнаружены в потоках лавы на Баффиновой Земле. Ученые считают, что он был широко распространен во времена формирования Земли и затем проник внутрь ядра. При утечке на поверхность вещество быстро попадает в атмосферу и космос. В связи с этим гелий-3 на Земле встречается редко, а его присутствие указывает на то, что он «вытек» из ядра.
- Новое исследование магматических пород показало гораздо более высокий уровень содержания гелия-3, чем раньше. Ученые допустили, что вещество стало интенсивнее вытекать из ядра планеты.
Почему это важно
- Предполагается, что открытие ученых поможет им получить более четкое представление о том, как формировалась Земля. Также оно подтверждает одну из гипотез рождения планеты.
- Некоторые ученые считают, что из-за Большого Взрыва, в результате которого возникла Вселенная, высвободилось огромное количество водорода и гелия. Из этих элементов полностью состояли первые звезды, сформировавшие галактики. В частности, гелий играл важную роль на ранних этапах зарождения Земли.
- Эксперты предполагают, что впоследствии вещество «застряло» в ядре Земли. Гелий-3 начал высвобождаться из него порядка 100 млн лет назад.
- Когда он просачивается из ядра, он поднимается на поверхность через
мантию и поступает в атмосферу через вулканы и разломы в коре — по несколько килограммов в год. - Ученые отмечают, что некоторые естественные процессы на Земле могут генерировать гелий-3 (например, радиоактивный распад трития), но основная часть все же сохранилась со времен зарождения Солнечной системы.
- Исследователи добавили, что утечка гелия из ядра Земли не влияет на планету и не имеет за собой негативных последствий, так как не вступает в опасные химические реакции.
Контекст
- О ядре Земли все еще известно немного, так как прямого доступа к нему у исследователей нет. По расчетам ученых, ядро располагается на глубине около 3 тыс. км.
- Впервые предположение о том, что у планеты есть ядро, высказал британский физик Генри Кавендиш в работе 1798 года «Опыты по определению плотности Земли». Он измерил плотность Земли и установил, что она больше, чем плотность пород, выходящих на планете. Но окончательно существование ядра доказал лишь спустя сотню лет немецкий сейсмолог Эмиль Вихтер — в 1897 году.
- У ядра Земли есть еще одно ядро — внутреннее. Его открыла в 1936 году датская исследовательница Инге Леманн. Изучив сейсмические волны, она представила доказательства того, что во внешнем ядре есть раскаленный металлический шар размером чуть меньше Луны.
- В середине 1990-х годов ученые нашли доказательства того, что внутреннее ядро Земли вращается в своем собственном темпе, чуть быстрее, чем остальная часть планеты. Одним из первых, кто это предположил, был автор нового исследования — Сяодун Сун из Пекинского университета. Однако недавно китайские ученые пришли к выводу, что внутреннее ядро Земли стало вращаться медленнее. По их версии, ядро почти полностью останавливается, а потом вновь «разгоняется» каждые 70 лет.
- Также исследователям удалось определить состав внутреннего ядра. По их расчетам, примерно на 85% оно состоит из железа, еще на 10% — из никеля. Из чего состоят оставшиеся 5% ядра, точно неизвестно. Согласно одним теориям, это может быть кремний, согласно другим — кислород.
Но при этом
Существуют исследования, согласно которым конец света для человечества может быть напрямую связан с изменениями, происходящими в ядре планеты.
- По словам австралийского геофизика Тома Дж. Чалко, земное ядро представляет собой нечто вроде термоядерного реактора — его температура составляет порядка 6 тыс. градусов по Цельсию. Благополучный выход тепла из планеты в окружающее пространство в последнее время оказался под вопросом из-за глобального потепления. Если поверхность планеты будет плохо выполнять роль терморегулятора, то может возникнуть парниковый эффект, а ядро в конечном итоге взорвется.
- Также земное ядро может остыть. Если это произойдет, то человечеству настанет конец, так как планета «умрет». Предполагается, что ядро остынет только через миллиард лет. Однако прошлогоднее исследование показало, что это может произойти гораздо быстрее.
Наши результаты могут дать нам новый взгляд на эволюцию динамики Земли. Они предполагают, что Земля, как и другие твердые планеты Меркурий и Марс, остывает и становится неактивной гораздо быстрее, чем ожидалось.
Мотохико Мураками
профессор ETHZ (Федеральный институт технологий в Цюрихе)
Фото обложки: Freepik