МОСКВА, 17 февраля. /ТАСС/. Исследователи из Китая и Японии доказали, что гелий-3 вступает в химические реакции с железом и образует стабильные соединения при высоких температурах и давлениях. Это говорит в пользу того, что в ядре Земли скрываются существенные запасы гелия-3, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
«Результаты наших экспериментов указывают на наличие гелия в металлических ядрах планет, на что указывает формирование жидких и твердых соединений железа и гелия в наших опытах при температуре в 2,8 тыс. градусов Кельвина и давлении в 532 тыс. атмосфер. Это говорит в пользу того, что неожиданно высокая доля гелия-3 в островных базальтах может быть объясняться их связью с породами ядра», — говорится в исследовании.
К такому выводу пришла группа японских и китайских исследователей под руководством доцента Университета Хоккайдо Наойи Сакамото в рамках серии экспериментов, нацеленных на изучение химических взаимодействий между атомами гелия-3 и железа при высоких температурах и давлениях, сопоставимых с теми, которые царят в нижних слоях мантии и внутри ядра Земли.
Как объясняют ученые, их интерес к реакциям был связан с тем, что многие благородные газы перестают быть инертными веществами при высоких давлениях. В частности, при давлении в температуре в 2 млн атмосфер ксенон начинает активно вступать в реакции с железом и оксидом кремния, которые составляют основу нижних прослоек земной литосферы. Опираясь на данные соображения, исследователи предположили, что схожим образом может вести себя гелий-3, чьи атомы присутствовали в больших количествах в протопланетном диске, породившем Землю.
Руководствуясь этой идеей, ученые поместили в алмазную наковальню небольшое количество железа и гелия, после чего сжали его и нагрели лазером. Эти опыты ученые провели несколько раз при разных комбинациях температур и давлений, после чего изучили химический состав и структуру полученных материалов при помощи источника синхротронного излучения. Эти замеры показали, что соединения железа и гелия-3 активно формировались и оставались стабильными в широком диапазоне давлений и температур.
Результаты опытов потенциально объясняют то, почему около года назад геологи обнаружили в образцах пород с Баффиновой Земли необычно много гелия-3, доля которого в этих базальтах была в 67 раз выше, чем в атмосфере. Тогда ученые предположили, что источником этого гелия могут быть породы ядра Земли. Проведенные японскими и китайскими исследователями опыты являются одним из убедительных свидетельств в пользу справедливости этой гипотезы, подытожили исследователи.
