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现代人类上得了天 ， 也下得了海 ， 甚至在遥远的火星上 ， 也有人类的探测器在四处活动 ， 然而对于地球内部到底是什么情况 ， 人类却了解得很少 ， 所以科学家一直在试图通过各种方法去窥探隐藏在地球内部的秘密 。
【科学家发现，一种古老且珍贵的气体，正从地球内部不断地释放出来】
近日 ， 一项来自新墨西哥大学的研究表明 ， 科学家发现 ， 一种古老且珍贵的气体 ， 正从地球内部不断地释放出来 。
根据介绍 ， 这种气体是由氦-3构成的一种单原子气体 ， 它们之所以珍贵 ， 主要有两方面的原因 ， 一个原因是氦-3在地球上极为罕见 ， 要知道氦只有氦-3和氦-4这两种稳定同位素 ， 而根据此前的研究 ， 在地球上所有的氦中 ， 氦-3所占的比例仅为0.000137% ， 地球上的氦本来就少之又少 ， 氦-3的稀有程度可想而知 。
（注：氦-3的原子核包含一个中子和两个质子 ， 而氦-4的原子核则比氦-3多了一个中子）
另一个原因则是 ， 氦-3在核聚变反应过程中释放出的能量非常可观 ， 并且绝对不会释放中子 ， 因此氦-3被认为是非常理想的核聚变燃料 。
科学家发现 ， 这些氦-3来自于地球内部 ， 它们不断地从海洋底部的“洋中脊”释放出来 ， 估计每年会有大约2000克氦-3从地球内部逃逸 ， 看上去这个数值似乎不值一提 ， 但以氦-3的稀有程度来看 ， 这其实是相当可观的 。
在地球上 ， 氦-3的来源只要有两种 ， 第一种是地球诞生之初就自带的 。
第二种则与宇宙射线有关 ， 具体来讲就是：宇宙射线中的快中子会与地球大气层中的氮-14原子核发生反应 ， 并生成碳-12和氚 ， 而氚是氢的一种放射性同位素 ， 会发生β衰变 ， 其半衰期大约为12.43年 ， 氚的原子核包含二个中子和一个质子 ， 在发生衰变之后 ， 其中的一个中子会转变成质子 ， 其原子序数加1 ， 从而衰变成氦-3 。
由于第二种来源的氦-3数量极少 ， 并且只存在于地球外层 ， 也就意味着 ， 从地球内部释放出来的氦-3只可能是地球诞生之初所自带的 ， 可以说是非常古老了 。
我们知道 ， 地球的内部结构大致可分为地壳、地幔和地核 ， 其中地幔和地核都可以算是“地球内部” ， 为了搞清楚这些古老且珍贵的气体到底有多少来自于地幔 ， 有多少来自地核 ， 科学家以目前的主流观点进行了建模研究 。
根据科学界的主流观点 ， 太阳系形成于一片巨大的原始星云 ， 这被称为“太阳星云” ， 在大约46亿年前 ， 这片星云发生了引力坍缩 ， 随着坍缩过程的持续 ， 星云中的物质不断地聚集 ， 密度也越来越高 ， 最终在其中心物质最密集的区域形成了太阳 ， 而星云的残留物质则逐渐形成了太阳系中的其他天体 ， 其中就包括地球 ， 也就是说 ， 地球内部的氦-3 ， 其实就来自于“太阳星云” 。
地球形成于大约45.5亿年前 ， 在它形成之后不久（大约45亿年前） ， 一颗与现在的火星差不多大的行星撞上了地球 ， 此次撞击的结果是 ， 这颗行星被撞得粉身碎骨 ， 其致密的核心则融入了地球 ， 另一方面 ， 猛烈的撞击抛出了大量的物质 ， 这些物质一边围绕地球运行 ， 一边互相吸积 ， 并最终形成了月球 。
建模研究的结果表明 ， 在上述的撞击过程中 ， 地球地幔中的氦-3基本上会流失殆尽 ， 只有地核中的氦-3才可以大量保存下来 ， 在接下来的时间里 ， 地核就一直在缓慢地释放出氦-3 ， 并一直持续到现在 。
科学家表示 ， 如果该模型是正确的 ， 那么现在的地核中就仍然保存着大量的氦-3 ， 其最小数量级为10^12（克） ， 最大数量级则为10^15（克） ， 而它们的来源 ， 还可以追溯到更加遥远的过去——宇宙诞生之初 。
根据大爆炸宇宙论 ， 宇宙诞生之初有一个“原初核合成” ， 其时间范围在“宇宙大爆炸”发生后10秒钟至35分钟之间 ， 在这段时间里 ， 宇宙中生成了大量的氦元素 ， 其中就有占比极少的氦-3 ， 而“太阳星云”中的绝大部分氦-3 ， 就是来自于此 。
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