• 首页>
  • 科学探索>
  • 科学家发现,一种古老且珍贵的气体,正从地球内部释放出来

科学家发现,一种古老且珍贵的气体,正从地球内部释放出来

2025-02-19 13:05:28阅读量:17 字体:

十年前,巨石强森主演了一部轻松的奇幻片叫《地心历险记》,带观众开了回脑洞,在地心构建了一个美丽神奇的地下世界,那里确实有滚烫的岩浆,但也有人类从未见过的生物。

科学家发现,一种古老且珍贵的气体,正从地球内部释放出来

但影视剧毕竟是影视剧,别看人类现在的科技能上天能下海,太空遨游不是事,世界最深的海底也能去逛几圈,但其实至今对地球的了解还知之甚少。

地球内部有没有奇幻世界不知道,但科学家倒是发现有一种古老珍贵的气体,源源不断地从地球内部释放出来。它不如《地心历险记》中的钻石那么耀眼夺目,但它却有着钻石都不能比拟的价值,它就是氦-3

珍贵的氦-3

氦-3是氦气的同位素气体,性质稳定,无色无味,是一种极具潜力的清洁能源,是解决人类能源危机,改变能源结构的高效率燃料。

它能与氢的同位素发生核聚变反应,但过程中不产生中子,因此产生的放射性废料少,安全环保又容易控制,是制造清洁核能的最佳原料之一。

人类在多次对月球的探测中发现,月球上月壤中的氦-3储量非常多,据估算,整个月球的月壤能提供大约71.5万吨的氦-3,比地球上已探明的氦-3储量多得多。要是人类能从把月壤中氦-3带回地球,提高清洁核能的开发便不是梦。

但是以目前的人类科技来说,在月球开采氦-3并运回来,费用高达3000亿美元。因此,关于月壤开采项目,人类还在仔细地从长计议中。

之前人类估计的地球氦-3储量大概总共只有几百公斤,真是少的可怜,但有人不相信,并且坚持认为地球上一定藏有大量的氦-3,只不过藏的比较深,在地核中。

来自美国新墨西哥大学的物理学家彼得.奥尔森就是该观点的支持者,于是他带领团队展开了研究,结果证实了地球内部的确每年都在往外泄漏氦-3

奥尔森形容了一下,每年的泄漏量大约是2000克,汇聚在一起的话,能充满一只普通桌子那么大的气球。奥尔森还表示,这不仅为人类提供了大量的资源,还提供了地球起源的线索。

那怎么氦-3跟地球起源扯上关系了呢?

地球起源问题

宇宙中的天体很多是气体云碰撞融合形成的,星团是这样,恒星也是这样。日本的研究人员曾经证实过这一点,报告发表在了2021年1月的《日本天文学会出版物》杂志上。

在诸多的天体中,星云的坍缩或凝结能形成恒星和行星,而星云的主要成分首先是氢气、其次就是氦气。比如太阳的主要成分就是这两样,月球上有那么多氦-3,也是这个道理。

同样,地球中也会有大量的氦气存在,只是随着地壳的逐渐冷却凝固,它们被“封印”在了地球内部。如果将来人类还能发现地核中也有氦气,那么地球起源于星云就得到了进一步的证实

因为氦气是天然形成的,几乎无法人工合成,即使靠氚的放射性衰变来制造氦气,也很难,成本也很高。所以我们才说,从地球内部跑出来的氦-3气体非常古老,而且珍贵。

目前有氦-3释放最快的地方大多是火山地带,火山就像地壳的裂口,时不时将地球内部的能量释放一些出来。


奥尔森提过,通过氦-3释放研究地球起源的一项工作时,要看地核是不是也在释放它,所以我们可以得知,现在检测到地表泄漏的氦-3不知道有多少是来源于地幔,多少是来源于地核

奥尔森曾和他的团队做过实验模拟地球形成的过程,他们发现,按宇宙大爆炸理论,爆炸后发生的各种天体相撞,让刚形成不久的地球也受了伤,地幔再次熔化,原本锁在地幔里的氦-3丢失了,但岩心足够坚硬抵抗住了一部分撞击,也锁住了氦-3。

根据模拟,奥尔森认为,地核中应该还有一部分氦-3

而月球上的氦-3是怎么来的呢?

奥尔森团队认为,地球当时被小行星碰撞的时候,溅起了大量的物质,受太空中各种引力的牵引,它们漂浮在地球周围,又经过长时间的变化和与其他气体、尘埃等融合积累,就形成了月球。因此月壤中的氦-3其实还是来自于地球

地球的氦3耗尽了怎么办

按照奥尔森计算的氦-3泄露量,可能要不了多久,地球内部的氦-3就耗尽了,如果到那一天,会对人类产生什么影响吗?

根据氦-3的应用领域来看,基本上拿来当燃料使用,大不了氦-3没有了,核能源我们用铀235就行了,反正目前,全世界的铀矿储量都不算少。

但是在同样质量下,氦-3聚变后释放的能量是铀235裂变释放能量的12.5倍,最关键的是氦-3几乎零污染,而铀235有

而且铀235做核能源,如何控制它的核污染扩散是个复杂又困难的事情,在裂变中控制不好,还可能发生爆炸。

所以,在同样的通途中,能用氦-3,为什么要选择铀235呢?

值得一提的是,除了在核能方面使用,氦-3体还有很多用处是铀235替代不了的。氦-3属惰性气体,很稳定,飞艇要用到它,火箭燃料要用到它,甚至普通医学上也要用到它

我们平时去医院做核磁共振扫描,这台机器上就得用到氦-3做冷却剂,连超市的扫码仪都得用到它。

每一种元素都有它不可替代的价值,氦-3应用前景高,储量小,随着它的不断泄漏,将来市场上的卖价会越来越高。

而且从现在有能力探索月球的国家的表现来看,也知道氦-3有多么抢手。但凡地球上能找到一种元素能替代它,我们都不会想着花高价去开采月壤

毕竟除了开采成本很高之外,还需要先将月壤加热到700度以上,这个过程需要耗费大量的氧气,耗能高,速度慢,月球上没有氧气,所以无法做到。

对此,也有俄罗斯科学家提出建议,称人类可以每年发射2艘或者3艘能载重100吨的飞船上月球,挖一次月壤回来,全人类大概能用1年。

但这个想法说的真是轻巧,造这么大的飞船技术难题如何攻克,成本又得花多少钱?还有送上去的技术和花费呢?

当然,我国中科院的研究团队在嫦娥五号带回月壤之后,用高分辨透射电镜结合电子能量损失谱法,发现也许提取氦-3不再需要高温了


那么我们就静待中科院再显神威,助力我国将来的月壤开发,为我国创造更多的氦-3资源。

推荐阅读

  • 全世界最聪明的动物是谁(鹦鹉亚历克斯)

    全世界最聪明的动物是谁(鹦鹉亚历克斯)

    在我们对世界的认知中,动物的智慧常常令人惊叹。特别是当我们目睹某些动物展现出超乎想象的能力时,不禁会对它们的智力和情感世界产生深深的好奇。亚历克斯,一只非洲灰鹦鹉,便是这样一个引人入胜的例子,它不仅展...

    阅读: 1820

  • 雍正器重的田文镜为何不受乾隆待见(昭示自己与前朝的决裂)

    雍正器重的田文镜为何不受乾隆待见(昭示自己与前朝的决裂)

    田文镜,在雍正帝时期是一位受到极度宠信的大臣,他的才华、治国理念乃至对雍正帝的忠诚,都是无可置疑的,然而,当权杖交到乾隆帝手中时,田文镜的命运却急转直下,最终不仅失去了权力,甚至失去了性命。这一转变,...

    阅读: 2198

  • 古代将军镇守边疆手握大量兵马却很少有人叛乱(综合原因)

    古代将军镇守边疆手握大量兵马却很少有人叛乱(综合原因)

    在历史长河的流转中,古代将军镇守边疆、手握重兵却很少有人叛乱的现象,始终是一个令人深思的话题。尽管拥有能够威胁中央政权的军事力量,这些将军为何能够保持忠诚,不轻易起兵反叛?其背后的原因复杂多样,涉及儒...

    阅读: 299

  • 地球核心被一个古老海底包裹(海底山脉比珠峰高5倍)

    地球核心被一个古老海底包裹(海底山脉比珠峰高5倍)

    地球核心存在很多我们不知道的地方,研究表明,地核可能被一个古老的海底包裹,海底的山脉高度是珠穆朗玛峰的5倍,地球内部的独特结构吸引科学家们不断探索研究。科学家在地球南半球的地下地质图里发现了一个异常结...

    阅读: 1787

  • 没出息的男人面相怎么样(鼻梁歪斜)

    没出息的男人面相怎么样(鼻梁歪斜)

    在相学中,面相能够反映一个人的性格、命运和事业运势。具有鼻梁歪斜、山根塌陷、印堂凹陷、奸门低陷等面相特征的男性往往表现出一些不利于事业和婚姻的倾向,需要我们警惕和避免。1、鼻梁歪斜鼻梁歪斜通常代表着一...

    阅读: 2368

  • 年龄越大越有发财命的面相有哪些特征(下巴圆润)

    年龄越大越有发财命的面相有哪些特征(下巴圆润)

    下巴圆润、狮子眉、鸡爪手、眼睛黑亮等。在相学中,这些面相的人不管是女性还是男性,都可能是比较晚才能发达成功的人。1、下巴圆润相学中称下巴为地阁,在整体面相中,下巴的形态与天庭(额头)的宽窄、发际线等因...

    阅读: 2814

  • 大器晚成的男人面相有哪些特征(毛发较粗)

    大器晚成的男人面相有哪些特征(毛发较粗)

    在面相学中,一个男人的面相特征可以反映出他的潜质和运势。毛发较粗、地阁方圆饱满、小眼睛、天庭饱满等是大器晚成的特征。1、毛发较粗在相学中,毛发较粗是一个重要的指标之一。一位男性的毛发较粗,通常意味着他...

    阅读: 2601

  • 哪4种面相的女人败家无福(耳薄无肉)

    哪4种面相的女人败家无福(耳薄无肉)

    耳薄无肉、眼睛小、眉毛逆生、耳朵外翻。在相学中,面相能够反映一个人的性格和命运,这些特征的女人往往存在着一些不利于家庭和财运的特征。1、耳薄无肉在相学中,耳朵的形态不仅能反映一个人的福气多少,还能揭示...

    阅读: 2298

  • 5种值得嫁的好男人面相有哪些特征(鼻尖饱满)

    5种值得嫁的好男人面相有哪些特征(鼻尖饱满)

    5种值得嫁的好男人面相是鼻尖饱满之外,眉头宽平、地阁方圆、天苍丰满、嘴巴大。在相学中,一个男人的面相特征可以反映出他的品质和运势。1、鼻尖饱满在相面学中,鼻尖饱满是一个非常重要的指标之一。一位男性的鼻...

    阅读: 903

  • 美貌与智慧并存闪耀人生舞台的四大生肖是什么(猴)

    美貌与智慧并存闪耀人生舞台的四大生肖是什么(猴)

    生肖猴、生肖蛇、生肖龙、生肖兔。美貌与智慧并存,闪耀人生舞台,这是多少女孩梦寐以求的境界。在十二生肖中,这些女性凭借着她们独特的魅力和智慧,成为了人生中的佼佼者。1、生肖猴属猴的女性机智过人,充满活力...

    阅读: 1415

热门文章