„Ne iš mūsų pasaulio...“ Žemės šerdis slepia paslaptį. Ką atrado fizikai?

Nors Žemės šerdį (branduolį) daugiausia sudaro geležis, joje taip pat gali būti pirmapradžio helio, susidariusio iškart po Didžiojo sprogimo.

Helis paprastai sunkiai jungiasi su sunkiais elementais, tačiau fizikai sugebėjo sujungti šias inertines dujas su geležimi, veikiant aukštai temperatūrai ir slėgiui.

Atradimas, kad helis gali susilieti su geležimi ekstremaliomis sąlygomis, reiškia, kad Žemės šerdyje gali būti helio rezervuaras – antrojo pagal gausumą cheminio elemento Visatoje. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“, rašo „Popular Mechanics“.

Žemės gelmės vis dar slepia daugybę paslapčių, kurias bando įminti mokslininkai. Tai pasakytina ir apie mūsų planetos šerdį, kurios negalima pamatyti tiesiogiai, todėl visi tyrimai pateikia tik netiesioginius tam tikrų jos ypatybių įrodymus. Yra žinoma, kad Žemės šerdis susideda iš dviejų dalių: išlydytos išorinės šerdies, susidedančios iš skystos geležies ir nikelio, ir kietos vidinės geležinės šerdies.

Yra žinoma, kad Žemės šerdis nėra tokia tanki kaip geležis, todėl atsirado teorija, kad ją gali sudaryti ir lengvesni cheminiai elementai, tokie kaip anglis ir silicis.

Dabar fizikai mano, kad Žemės šerdyje gali būti ir dar lengvesnio cheminio elemento – helio. Tiksliau, jame gali būti pirmapradžio helio, kuris susijungė su dalimi geležies šerdyje, kai Žemė dar kūrėsi prieš 4 milijardus metų. Tačiau helis, kuris yra inertinės dujos, blogai jungiasi su sunkiais cheminiais elementais, ypač su geležimi. Tačiau fizikų eksperimentas parodė, kad taip nėra.

Žemėje helis egzistuoja kaip du izotopai: helis-4 ir helis-3. Tačiau pirmapradis helis, arba helis-3, mūsų planetoje nepasitaiko, nes manoma, kad jis susiformavo iškart po Didžiojo sprogimo, o paskui pasklido kosmose.

Po vandenilio, gausiausias cheminis elementas Visatoje yra helis, ir jis sudaro didžiąją masės dalį protoplanetiniuose diskuose, kuriuose gimsta planetos. Žemė susiformavo tokiame diske. Fizikai mano, kad formuojantis mūsų planetai didžioji dalis helio-3 galėjo būti izoliuota Žemės šerdyje dėl cheminių reakcijų mūsų planetą dengiančiame magmos vandenyne.

Atsižvelgiant į tai, kad ankstesni tyrimai parodė, kad ugnikalniai išsiveržia magmą su dideliu kiekiu helio-3, fizikai nusprendė išsiaiškinti, ar išorinėje Žemės šerdyje gali būti visas šio elemento rezervuaras.

Siekdami imituoti ekstremalų išorinės šerdies karštį ir slėgį, fizikai geležį ir helį-3 ir įkaitino iki 2700 laipsnių Celsijaus. Tuo metu elementai buvo veikiami 55 gigapaskalių slėgiu. Po to mokslininkai užšaldė gauto junginio mėginį, kad jį ištirtų iš arti ir išvengtų helio nutekėjimo.

Prieš eksperimentą fizikai numatė, kad jei geležis ir helis susilies, jie suras helio atomus, įterptus į geležies kristalų struktūrą. Ir iš tiesų, mokslininkai atrado, kad helio atomai yra tarp geležies atomų gardelės struktūroje. Geležis turėjo iki 3 % helio, o tai rodo, kad inertinės dujos gali jungtis su geležimi, veikiant stipriam karščiui ir slėgiui.

Anot fizikų, rezultatas rodo, kad Žemės šerdyje gali būti paslėptas pirmapradžio helio rezervuaras, sukurtas už mūsų pasaulio ribų.