北京時間4月6日消息，據國外媒體報道，一項新的建模研究顯示，一種在大爆炸后不久產生的、極為罕見的氦氣正在從地球的金屬地核中向外泄漏。這類氦氣名叫氦-3。宇宙中的絕大部分氦-3都是在138億年前大爆炸發生后不久時形成的，其中一部分與其它氣體和塵埃一起，成為了太陽星雲的一部分。太陽星雲是一團體積巨大、不斷旋轉的氣體雲，被認為是太陽系的前身。
科學家發現，地核中可能儲存有大量氦-3，這進一步佐證了地球是在太陽星雲“生機勃勃”的內部誕生、而非在其外圍或萎縮期形成。
氦-3是“自然界的奇迹，也是地球歷史的線索，在地球內部仍然存在大量這種同位素”。氦-3是氦的同位素，原子核中只有一個中子，而普通氦中有兩個。這種氣體極為罕見，僅佔地球上所有氦的0.0001%。其生成方式有很多，比如氫的一種罕見放射性同位素——氚的放射性衰變。但由於氦是宇宙中最早存在的元素之一，大多數氦-3可能還是在大爆炸中形成的。
科學家已經知道，每年約有兩千克氦-3會從地球內部逸散出來，主要沿板塊交界處的洋中脊系統向外逃逸，這麼多氦氣可以填滿一隻書桌那麼大的氣球。但科學家並不清楚有多少氦-3來自地核、多少來自地幔，也不清楚地球內部究竟儲存了多少氦-3。
為弄清這些問題，研究團隊建立了地球歷史上兩段重要時期的氦丰度模型：一是地球形成初期，在此期間，地球上的氦仍在逐漸累積；二是月球形成后，期間地球失去了大量氦氣。科學家認為，月球是在40億年前某個火星大小的天體與地球相撞后形成的，這起事件導致地殼融化，致使地球內部的氦氣大量流失。
圖為哈勃望遠鏡拍攝的瀉湖星雲。宇宙大爆炸之後，形成了大量氦-3氣體，這些氣體後來變成了各種星雲的一部分，其中一團星雲後來形成了我們的太陽系。地核中氦-3的儲量說明，地球是在一團氦-3濃度較高的星雲內部形成的。
不過，地球當時並未失去全部氦-3，仍有部分氦-3留在地球內部、逐漸向外散逸。地核很適合儲存這種氣體，因為與地球其它部位相比，這部分遭受重大撞擊時更不容易遭到破壞，而且地核也不參與板塊運動，不會在這一過程中釋放出氦氣。
研究人員將現代氦-3泄漏率與氦同位素的行為模型結合在一起，計算結果顯示，地核中仍有10萬億至1千萬億克的氦-3，這個數字非常龐大，說明地球是在該氣體濃度很高的太陽星雲中形成的，這些“地球形成和演化期間的氣體交換模型說明，地核中仍存有大量氦-3，正在不斷向外泄漏”。
不過，由於這些結果均通過建模得出，還不能算板上釘釘的結論。該團隊做了一系列假設，例如地球的氦-3是在太陽星雲內部形成時積累而來，氦先是進入了日後成為地核的金屬中，隨後又有部分離開地核、進入了地幔中。除了這些假設外，還有其它不確定之處，比如太陽星雲相對於地球形成速度的持續時長。因此科學家表示，地核中實際的氦-3含量也許比計算得出的要少。
但研究人員還希望找到更多證據來佐證自己的發現。比如說，假如能在地核中找到其它由星雲創造而成的氣體（比如氫氣），在與氦-3相同的地點、以氦-3相同的速度向外泄漏，就能說明這些氦-3的確來源於地核，但未解之謎仍比確定之處多得多。（葉子）