عثر على الهيليوم 3، وهو نظير نادر لغاز الهليوم، يتسرب من نواة الأرض، ما يضيف دليلا على النظرية القائلة بأن الكوكب تشكل في سديم شمسي.
ويمكن لبعض العمليات الطبيعية أن تنتج الهيليوم -3، لكنها تتكون أساسا في السدم – سحب ضخمة تدور من الغاز والغبار، ويعود معظمها إلى الانفجار العظيم.
وعندما ينمو الكوكب، فإنه يراكم المواد من محيطه، ما يجعل تكوينه يعكس البيئة التي تشكل فيها.
وعثر على القليل جدا من الهيليوم -3 على سطح الأرض، ما دفع علماء الفلك السوم للتشكيك في نظرية تشكل الكوكب في سديم شمسي.
وساعد العثور على وفرة في اللب، الباحثين من جامعة نيو مكسيكو على إضافة دليل على أصل السديم الشمسي لكوكب الأرض.
وللحصول على تركيزات عالية من الهليوم 3 في أعماق اللب، كان على الأرض أن تتشكل داخل سديم شمسي مزدهر، وليس على أطرافه أو خلال مرحلة التراجع.
ووجد الفريق أن حوالي 2000 غرام من الهليوم 3 يتسرب من الأرض كل عام.
وقال المعد الرئيسي للدراسة بيتر أولسون، عالم الجيوفيزياء بجامعة نيو مكسيكو، إن هذا “يكفي لملء بالون بحجم مكتبك”. إنها إحدى عجائب الطبيعة، ودليل لتاريخ الأرض، أنه لا يزال هناك قدر كبير من هذا النظير في باطن الأرض.
وقام الباحثون بنمذجة الهيليوم خلال مرحلتين رئيسيتين من تاريخ الأرض. وكانت المرحلة الأولى خلال التكوين المبكر منذ أكثر من 4.53 مليار سنة، عندما كان الكوكب يراكم الهيليوم من الغاز والغبار المحيطين. والثاني كان بعد تكوين القمر، منذ حوالي 4 مليارات سنة، وبعد ذلك فقد الهيليوم.
وتشير الدلائل إلى أن جسما يبلغ حجمه ثلث حجم الأرض ضرب الكوكب في وقت مبكر من تاريخه، وأن هذا التأثير كان من شأنه أن يعيد صهر قشرة الأرض، ما يسمح للكثير من الهيليوم بالهروب. ويستمر الغاز في التسرب حتى يومنا هذا.
وباستخدام معدل تسرب الهليوم 3 الحديث، إلى جانب نماذج سلوك نظائر الهليوم، تمكن الباحثون من تقدير كمية الهليوم 3 في اللب.
وقدروا أن هناك ما بين 10 تيراغرام إلى بيتغرام من الهليوم 3 في اللب – كمية هائلة، وفقا لأولسون.
وقال الباحث إن هذا يشير إلى تكوين الأرض داخل السديم الشمسي، حيث كانت التركيزات العالية من الغاز ستسمح لها بالتراكم في أعماق الكوكب.
ومع ذلك، فإن العمل المستقبلي الذي يبحث عن غازات أخرى تم إنشاؤها بواسطة السديم، مثل الهيدروجين، والتي تتسرب بمعدلات ومواقع مماثلة مثل الهيليوم 3، يمكن أن تكون بمثابة “مسدس دخان” للنواة كمصدر لهذه النظائر النادرة، كما قال أولسون.
ويُعتقد أن النظير يمكن أن يوفر طاقة نووية أكثر أمانا في تفاعل الاندماج، لأنه ليس مشعا ولكنه يمتلك القدرة على إنتاج طاقة عالية.
وعلى الرغم من أنه لم يعثر عليه بكثرة على سطح الأرض، والوصول إلى اللب غير عملي، فقد تم العثور عليه على سطح القمر.
وكان هاريسون شميدت، الجيولوجي في عصر أبولو التابع لوكالة ناسا، مؤيدا قويا لإنشاء منجم هيليوم 3 على سطح القمر، لاستعادة الوقود الذي يمكنه تشغيل مفاعلات الاندماج النووي على الأرض، أو سفينة الفضاء المستقبلية التي تسافر عبر النظام الشمسي.
كما تم إجراء حجج لتعدين الهليوم 3 من كوكب المشتري، حيث يكون أكثر وفرة – يجب تحديد المسافات المعنية. وسيكون استخراج الجزيء من المشتري أيضا عملية أقل حاجة إلى الطاقة.
ونُشرت النتائج في مجلة Geochemistry Geophysics Geosystems.
المصدر: ديلي ميل
