A Föld magjából származó anyag bukkant fel az Északi-sarkon

Tudósok eddig máshol nem látott magas koncentrációban találtak hélium-3-at északi-sarki kőzetekben. A hélium-3 vagy 3He a léghajók reptetésére használt nemesgáz egyik nagyon ritka izotópja, és két szempontból is nagyon fontos. Az egyik bolygónk történetének és működésének megértése, másik a technikai fejlődés, közelebbről a fúziós energia.

A világegyetemben található hélium-3 az ősrobbanásban keletkezett 13,8 milliárd évvel ezelőtt, és leginkább csillagködökben fordul elő. A Földön található hélium-3 a bolygó keletkezésekor esett csapdába a bolygó magjában más, ritka elemekkel, és ezekkel együtt a mai napig ott található. Az tehát, hogy ez az elem hol és hogyan bukkan fel, mindig fontos tudást tartogat a Föld középpontjáról, amelyről annyit mindenképp fontos tudni, hogy itt jön létre bolygónk mágneses mezeje, ami nélkül nem lenne élet a Földön, mert sugárzás árasztaná el a felszínt.

A hélium-3 atommagjában a szokásos kettő helyett csak egy neutron található, és ígéretes üzemanyag a fúzióhoz, ami a Napot is működtető folyamat, és amelynek során nagy nyomáson és hőmérsékleten atommagok összeolvadnak, és energia szabadul fel. Ez az izotóp tehát a fúziós energia megvalósításának egyik kulcsa, de tényleg annyira ritka, hogy ez önmagában jelentős akadályt állít e technikai ugrás elé.

Korábbi kutatásokban felvetődött, hogy a ritka hélium bizonyos folyamatok révén kijuthat a magból, és elérheti a bolygó felszínét. Mindez egyfajta spekuláció volt, mert most sincs semmilyen fogalmunk arról, hogy ez milyen körülmények között történhet meg.

Semmi sem mozdította ki, de valami mégis

A Woods Hole Oceanográfiai Intézet munkatársa, Forrest Horton nemrég fedezte fel, hogy a sarkvidék kanadai részének jelentős részét képező Baffin-szigeten található ősi lávafolyam köveiben lévő héliumban mutatható ki legnagyobb arányban a hélium-3. 

A Baffin-szigeti láva hélium-3-tartalma már korábban ismert volt. Horton és kollégái azzal emelték a következő szintre a kutatást, hogy minden környékbeli lávás kőzetet megvizsgáltak, eközben bukkantak olyan vulkáni kőzetre, ami többet tartalmaz az izotópból, mint bármi, amit eddig ismertünk. A Nature-ben megjelent eredmények így komoly megerősítést jelentenek az elméletnek, ami szerint a hélium-3 más elemekkel együtt kiszivárog a Föld magjából, és onnan belső struktúrákat követve vulkanikus gócokban – például Hawaiin, Izlandon vagy a Baffin-szigeten – kerül a felszínre.

Lényeges, hogy a hélium-3 még így is nagyon ritka. Viszonyításképpen a leggyakoribb stabil izotóp, a 4He egymillió atomjára jut egy 3He. Ezek a kövek ráadásul az inuitok által szentnek tekintett területen találhatók. Hortonék ezért komoly szervezkedés után, helikopterrel juthattak el ezekre a helyekre.

Nagyon keveset tudunk a Föld magjáról azonkívül, hogy létezik. A mag kutatása emiatt izgalmas és frusztráló. A magot és a külső rétegeket (a köpenyt és kérget) hagyományosan geokémiailag elszigeteltnek tekintettük. A tudomány egyre inkább szembeszáll ezzel az elképzeléssel

– írta a Motherboardnak Horton, aki szerint nemcsak az világos, hogy a Föld magja dinamikusabb, mint eddig gondoltuk, de az is, hogy a magban található hélium lényegében túlélte a Hold születéséhez vezető gigantikus becsapódást, ami elvileg mindent elolvasztott és összekavart a bolygón.

Horton kiemelte, hogy őt csak a Föld belseje érdekli, és nem foglalkozik a héliumizotópok és a fúziós energia összefüggésével. A bolygón található 3He azért ritka, mert amint lehet, az űrbe távozik. A Naprendszerben keringő aszteroidákban vagy a Hold felszínén, amelyeket folyamatosan bombáz a kozmikus sugárzás, sokkal nagyobb koncentrációban van jelent a 3He, mint akár a Baffin-szigeteki kőzetekben. Ha valami, akkor ez kiváló űrbányászati célpont.

A kutató szerint a felfedezés több kérdést vet fel, mint amennyit megválaszol. Egyebek közt azt, hogy milyen más ősi elemek szabadulhattak ki a magból, és milyen módon, illetve mikor kerültek a felszínre.

(Vice)