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    文摘报 2023年08月19日 星期六

    地球正在“漏气”

    《 文摘报 》( 2023年08月19日   06 版)

        此前有报道称:“科学家发现,有一种宇宙大爆炸后形成的氦-3气体正不断地从地核向外部泄漏。”那么,地核中的氦-3气体到底从何而来,为什么科学家会如此关注这件事呢?

        氦气是一种无色无味、密度很小的单原子气体,它的化学性质稳定,不容易与其他物质发生化学反应。氦元素在整个元素周期表中排第二位,根据氦原子核内中子数量的不同,又细分成多种同位素。地球上绝大多数的氦原子核都由两个质子和两个中子组成,也就是氦-4,其比例占地球上所有氦元素的99.99986%。此外,氦原子核的另一种稳定结构仅由两个质子和一个中子组成,称为氦-3,其含量仅占0.000137%。

        氦-3的生成方式有很多,比如,我们可以利用氚的放射性衰变来获得。不过,氚的半衰期较长,有12年之久,用这种方式产生氦-3的效率很低。其实,宇宙中绝大部分氦-3都来自于138亿年前的宇宙大爆炸。

        宇宙中的星云是由气体和尘埃组成的,大部分是氢气,其次是氦气,还有其他金属和非金属元素。太阳系的前身正是一团体积庞大、不断旋转的星云。学术界普遍认为,地球是在太阳星云向太阳星系转变过程中应运而生的,它不断聚合那些飘浮在星云中的岩石和尘埃,然后挤压成形。在这一发展过程中,地球产生的引力将星云中的气体吸引到地球周围,飘浮在太阳系中的氦-3也顺理成章地被带入到地球内核之中。

        科学家对氦-3气体如此关注,不仅是因为这种气体极其稀有,更重要的是氦-3本身还是一种开发潜力巨大的能源。只可惜地球上的氦-3含量太少,已探明可供人类开采的储量只有500千克左右,根本无法投入大规模生产。

        而月球,这个陪伴了地球45亿年的天然卫星,已经被探测到至少拥有100万吨的氦-3储量。以目前的资源消耗水平来推算,这些储量足够人类使用一万年之久。

        (《北京青年报》8.14)

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