地球の核は何十億年もの間、漏れ続けています。国際研究チームが2019年にこれを発見した。問題: 当時、これがどのようにして起こるのかを正確に判断することはできませんでした。さらに多くの研究が続けられましたが、パズルの個々のピースを提供することしかできませんでした。現在、研究者らは、この漏洩がどのようにして起こったのかという疑問に対する答えを見つけたいと考えている。
だから地球の核が漏れているんだよ
研究の一環として、ウッズホール海洋研究所（WHOI）とカリフォルニア工科大学（カリフォルニア工科大学）の地球化学者らは画期的な発見をした。彼らは、6,200万年前の北極の岩石中に、記録を破る濃度のヘリウム同位体を発見した。これらは、地球の形成中に核に閉じ込められたヘリウムがゆっくりと地表に到達していることを示す、これまでで最も説得力のある証拠となる可能性がある。
この発見は、古代の溶岩流に関するこれまでの分析に基づいており、ヘリウムがどのようにして核から流出するかについての科学者の理解を強化しました。
ヘリウムは軽くて非反応性の元素ですが、露出した岩石から大気中に拡散し、宇宙に漂流する傾向があるため、地球の表面にはほとんど存在しません。現在の研究によると、カナダのバフィン島の玄武岩質溶岩に含まれるヘリウムには、ヘリウム 3 (3He) とヘリウム 4 (4He) の比率が世界で最も高いもののいくつかが含まれています。これは、ガスの起源が深くて古いことを示唆しており、大気からの汚染ではありません。
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さらなる洞察を得るチャンス
フォレスト・ホートンの研究チームは、バフィン島のかんらん石サンプル中のヘリウム同位体比が異常に高いことを報告しました。これらの発見は、地質学的ホットスポットがマントルに隣接する古代の貯留層からヘリウムを供給しているのではないかという仮説につながりました。
最近の分析により、火山岩中の 3He と 4He の比率がこれまでに記録された中で最高であることが明らかになりました。これらには、バフィンと周囲の島々のさまざまな保護地から採取したカンラン石のサンプルも含まれていました。さらに他の同位体も考慮することで、研究チームは噴火後にヘリウムの正体を変えた可能性のある要因を除外することができた。このように研究者らは、ガスの異常な起源をさらに強調した。
これらの結果は、ネオンなどの他の希ガスの同位体組成に関するデータと併せて、ヘリウムとネオンが地球の核から発生した可能性があることを示唆しています。熱力学シミュレーション データは、核に閉じ込められた希ガスの埋蔵量は地球が成長するにつれて保護され、時間の経過とともに周囲のマントルに浸透するだけであるという理論を裏付けています。これらの発見は、地球の核と地球に似た惑星の形成につながるプロセスを研究するための新しい方法を開く可能性があります。
出典: 「核から確実に得られる地球上で最も高い 3He/4He」 (Nature、2023); 「高 3He/4He バフィン島カンラン石の原始ネオン」 (Earth and Planetary Science Letters、2023)