地球內部的氦-3泄露現象引起了科學家的高度關注。雖然氦-3在地球上很稀少,但它是一種極具潛力的清潔能源,如果數量足夠,它將會解決人類的能源危機,從根本上改變目前的能源結構。
在過去,人們認為地球上的氦-3儲量非常少,只有幾百公斤。但近年來,科學家發(fā)現地球每年會泄露大約2000克的氦-3,這意味著地球內部可能還有更多的氦-3。美國新墨西哥大學的物理學家彼得.奧爾森領導的研究團隊發(fā)現,地球內部正在不停地向外泄露氦-3。這一發(fā)現為科學家研究地球起源提供了重要的線索。
氦-3是一種穩(wěn)定無味的氣體,是氦氣的同位素氣體,在化學元素周期表中排在第二。它的原子核相比氦-4少了一個中子,因此在地球上的占比非常低,僅占0.000137%。相比之下,我們熟知的氦原子一般是氦-4,它占據了地球氦元素的99.99986%。這是因為氦-4的來源十分廣泛,除了接收宇宙中的物質外,還可以在地球上自然形成,一些放射性元素在衰變時就會產生大量的氦-4。
盡管氦-3在地球上很稀少,但在月球上的儲量卻非常豐富。據探測數據顯示,月球的氦-3儲量至少大約有71.5萬噸。這是因為月球沒有磁場保護,它會遭到太陽風的猛烈轟擊,因此就像收集器一樣,在40億年間收集著太陽的氦-3。而在地球上,由于磁場的保護,大部分太陽風會沿著地球磁力線慢慢擴散,只有一小部分會被大氣層俘獲,最終也會消失,因此氦-3無法在地球上留存。
氦-3是一種可再生的清潔能源,利用氚和氦-3的熱核聚變反應,一公斤的氦-3就能產生10000千瓦的電,10噸的氦-3就能滿足中國一年的能源需求。因此,氦-3被認為是最佳的清潔能源之一。目前,從月球開采氦-3的難度和費用都非常高,但隨著技術的發(fā)展和完善,這一夢想總有一天會實現。
彼得.奧爾森領導的研究團隊對地球演化過程中氦的含量進行了模擬研究。他們發(fā)現,地球通過引力將周圍的物質凝聚在一起時,氦-3也成為了地球的一部分,隨著地殼冷卻,它們就被封印在了地核。然而,在地球形成的早期,一顆名為忒伊亞的行星撞向地球,地球和忒伊亞合二為一,導致地幔大部分被融化,許多氦因此逃逸出去。不過,由于地核相對來說具有更強的撞擊抵抗力,一部分氦-3得以保存在地核深處。
地球內部泄露的氦-3量不大,但這一現象提供了重要的線索,有可能證實地核中還存在更多的氦-3。隨著科學技術的不斷進步,人類有望從月球開采氦-3,為能源領域帶來革命性的變革。