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地球正在偷偷放氣 研究發(fā)現(xiàn) 每年都有2公斤氦3進(jìn)入太空

地球內(nèi)部的氦-3泄露現(xiàn)象引起了科學(xué)家的高度關(guān)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(shù)量足夠,它將會解決人類的能源危機(jī),從根本上改變目前的能源結(jié)構(gòu)。

在過去,人們認(rèn)為地球上的氦-3儲量非常少,只有幾百公斤。但近年來,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地球每年會泄露大約2000克的氦-3,這意味著地球內(nèi)部可能還有更多的氦-3。美國新墨西哥大學(xué)的物理學(xué)家彼得.奧爾森領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),地球內(nèi)部正在不停地向外泄露氦-3。這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)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(xué)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(jù)了地球氦元素的99.99986%。這是因?yàn)楹?4的來源十分廣泛,除了接收宇宙中的物質(zhì)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(chǎn)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(jù)探測數(shù)據(jù)顯示,月球的氦-3儲量至少大約有71.5萬噸。這是因?yàn)樵虑驔]有磁場保護(hù),它會遭到太陽風(fēng)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(hù),大部分太陽風(fēng)會沿著地球磁力線慢慢擴(kuò)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(yīng),一公斤的氦-3就能產(chǎn)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(rèn)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(fèi)用都非常高,但隨著技術(shù)的發(fā)展和完善,這一夢想總有一天會實(shí)現(xiàn)。

彼得.奧爾森領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)對地球演化過程中氦的含量進(jìn)行了模擬研究。他們發(fā)現(xiàn),地球通過引力將周圍的物質(zhì)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(dǎo)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(qiáng)的撞擊抵抗力,一部分氦-3得以保存在地核深處。
地球內(nèi)部泄露的氦-3量不大,但這一現(xiàn)象提供了重要的線索,有可能證實(shí)地核中還存在更多的氦-3。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人類有望從月球開采氦-3,為能源領(lǐng)域帶來革命性的變革。

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