新研究发现：“原始”氦或滞留地球内核

　　参考消息网3月6日报道 据美国趣味科学网站3月3日报道，新研究表明，太阳系诞生之初的“原始”氦可能滞留在地球的固态内核中。这一发现可能会对有关地球形成速度的长期争论产生影响。

　　这种罕见形态的氦被称为“氦-3”，因为它的原子核中有两个质子和一个中子。比氦-3常见70万倍的普通氦被称为“氦-4”，因为它有两个质子和两个中子。氦-4是放射性元素衰变的常见产物，而氦-3几乎完全来自形成太阳系的最初尘埃和气体云。

　　人们已经知道，这种原始元素存在于地球内部。每年，约有2千克的氦-3从大洋中脊和火山热点泄漏。大洋中脊是地壳拉裂的地方，而火山热点是地幔深处岩浆上涌的地方。但数十亿年来，氦-3究竟如何滞留于地球内部，一直是未解之谜。

　　氦是一种很轻的气体，大多数挥发性气体早已逸出地幔，在形成月球的巨大撞击中被吹散，或被持续不断的板块构造运动带到地表。

　　科学家曾推测，也许这些“原始”氦被锁在地核中，在那里不会受到剧烈干扰，只会极为缓慢地泄漏到地表。但地核主要由铁构成，而氦和铁通常不会混合。

　　现在，日本东京大学行星科学家广濑圭(音)实验室的研究人员及其同事在新的研究中发现，在预期的地核温度和压力下，这两种元素实际上可以混合。研究人员在2月25日发表于《物理评论快报》的论文中指出，事实上，在高温高压下，固态铁的氦含量最高可达3.3%。

　　研究人员将铁和氦加热到1340至4940华氏度(约合727至2727摄氏度)，同时用金刚石尖砧对这些元素施加5万至55万倍于地球表面的压力，由此发现氦和铁可以混合。然后，他们在低温下对样本减压，并测量其晶体结构。广濑圭在声明中说，这种方法很可能阻止了氦在测量阶段的逸散。

　　美国新墨西哥大学的地球物理学家彼得·奥尔森说，研究人员在实验中使用了普通的氦-4，但氦-3也可能有非常类似的表现。奥尔森告诉趣味科学网站记者，研究结果证实，氦可能会被长期锁在地球的固态内核中，但他提醒说，只有4%的地核是固态的。

　　奥尔森说：“这意义重大，因为它表明氦与地核的固态部分相容。但由于地核几乎肯定是在液态下形成的，因此还有更多工作要做，以证明同样的解释也适用于液态部分。”

　　奥尔森说，弄清楚氦-3如何在地球形成过程中融入地核，对于理解地球形成的时间至关重要。像氦这样的轻质气体在形成太阳系的气体和尘埃星云中只存在了几百万年。

　　奥尔森说：“关于地球形成的时间还存在很大争议。有其他证据表明，地球的形成过程非常缓慢，需要一亿年。如果地球的形成过程如此缓慢，那么地球深处就不会有太多的氦。”

　　换句话说，如果科学家能证明地核含有大量氦-3，将有力地证明地球是快速形成的，从而解决关于太阳系诞生的长期争论。（编译/刘白云）