Ғалымдар Канаданың Баффин аралында таңқаларлық жаңалық ашты, онда олар жанартау жыныстарынан асыл газдың сирек нұсқасы гелий-3-тің едәуір мөлшерін анықтады. Бұл табылған гелий-3 мыңдаған жылдар бойы Жердің ядросынан ағып жатқан деген теорияға қолдау көрсетеді. Зерттеу тобы сонымен қатар жер бетінде жиі кездесетін жыныстардың арасынан гелий-4 тапты. Гелий-3-тің бұл күтпеген көптігі осы элементтің біздің планетамызда болуы туралы бұрынғы болжамдарды жоққа шығарады. Бұл жаңалықты егжей-тегжейлі сипаттайтын зерттеу жақында Nature журналында жарияланды.
Гелий-3, гелий-4-пен салыстырғанда біздің ғаламда тапшы. Зерттеудің жетекші авторы Форрест Хортонның айтуынша, мұндай сирек кездесетін жағдай гелий-3-тің Жерге айтарлықтай мөлшерде өндірілмеуі немесе қосылмауы және ғарышқа жоғалып кетуіне байланысты. Жердің тасты бөлігі қозғалып, конвекцияланған кезде материал көтеріледі, салқындайды, содан кейін батады. Салқындату процесінде гелий атмосфераға жоғалады және ақырында ғарышқа шығады.
Жердің өзегінен ағып жатқан элементтерді анықтау планетамыздың қалыптасуы мен эволюциясын түсіну үшін өте маңызды. Жаңа табылғандар Жер күн тұманында пайда болған, жақын маңдағы супернованың жарылысынан құлаған газ және шаң бұлтында пайда болған деген гипотезаны қатты қолдайды. Бұл тұмандық құрамында гелий-3 бар деп есептеледі және Жердің ядросынан ағып жатқан іздердің мөлшері бұл теорияны растайды.
Жердің ядросы мен мантиясында құлыпталған мазмұнды зерттеу үшін зерттеу тобы миллиондаған жылдар бұрын Гренландия мен Солтүстік Американың бөлінуі кезінде атқылаған ежелгі лаваға зерттеу жүргізді. Баффин аралы жағалау сызығындағы вулкандық жартастардың, айсбергтердің және полярлық аюлардың бірегей ландшафтымен олардың зерттеулері үшін тамаша орын берді. Команда аралдың тау жыныстарынан үлгілер жинады және олардың өлшеулері бұрын хабарланғанға қарағанда гелий-3 пен гелий-4 деңгейінің жоғары екенін көрсетті.
Жиналған әрбір жыныстың ғылыми маңызы болды және ашылуын күтіп тұрған қазына іспетті болды. Зерттеушілер оливин кристалдарының бір граммына шамамен 10 миллион гелий-3 атомын тапқанына таң қалды, ал гелий-3 әдетте әрбір миллион гелий-4 атомына бір атомның қатынасында кездеседі.
Гелий-3-тің бұл жыныстарда болуы біздің Күн жүйесінің қалыптасуы кезінде күн тұмандығынан мұраланған газдар бұрын ойлағаннан гөрі Жерде жақсы сақталғанын көрсетеді. Бірақ бұл гелий-3 тастарға қалай түсті? Уақыт өте келе бұл элементтер галактикалардың қалыптасуына қосылды.
Біздің күн жүйесі шамамен 4 күн тұманында пайда болды. 5 миллиард жыл бұрын. Тұмандық суперноваға құлаған кезде айналмалы диск пайда болды және ақырында біздің күн мен оның айналасындағы планеталарды дүниеге әкелді. Күн тұманынан мұраланған гелий планетаның пайда болуы кезінде Жердің өзегінде қамалып қалуы мүмкін. Миллиондаған жылдар бойы ядродан ағып жатқанда, гелий-3 мантия арқылы магма шлейфтері түрінде жер бетіне көтеріліп, ақырында Баффин аралында атқылаған. Тек атқылау алдында пайда болған оливин кристалдары бұл гелийді Жердің тереңінен ұстап алып, сақтап қалды.
Зерттеу гелий-3 ұзақ уақыт бойы Жердің ядросынан ағып жатыр деген идеяны қолдайды, дегенмен нақты уақыт аралығы белгісіз. Талданған лава үлгілерінің жасы шамамен 60 миллион жыл, ал гелийді тасымалдайтын мантия шлейфінің көтерілуі ондаған миллион жылдарға созылуы мүмкін. Осылайша, бұл жыныстарда өлшенген гелий шамамен 100 миллион жыл бұрын немесе одан да ертерек ядродан қашып кеткен болуы мүмкін.
Бақытымызға орай, Жердің ядросынан ағып жатқан гелий біздің планетамызға немесе оның тұрғындарына ешқандай зиян келтірмейді. Гелий - затпен химиялық әрекеттеспейтін инертті газ. Нәтижесінде оның адамға немесе қоршаған ортаға зиянды әсері болмайды.
Алға қарай зерттеу тобы ядроның басқа жеңіл элементтер үшін қойма ретінде әрекет ететінін зерттеуді жоспарлап отыр, бұл Жердің сыртқы ядросының неліктен күтілгеннен азырақ тығыз екенін түсіндіреді. Көміртегі мен сутегі сияқты планеталардың тіршілік етуіне өте маңызды элементтердің ядрода болуы және олардың планета эволюциясына әсері туралы сұрақтар әлі де бар. Гелий мен басқа да жеңіл элементтер арасындағы байланыстарды зерттей отырып, зерттеушілер Жердің құрамы мен тарихы туралы қосымша түсінік алуға үміттенеді.