地球在漏气！太阳系的遗产，悄悄泄漏到宇宙中

　　地球有引力和磁场，能够保护表面的大气层和水分等物质，防止它们逃逸到太空。多亏有了这样的机制，生命才能够在这里被孕育，最终进化出人类。
　　（图片说明：地核在漏气）
　　不过最近，科学家们发现，地球正在悄悄地泄漏着一种气体。这种气体不是来自大气层，而是来自地球的核心处。它的泄漏量也不大，但由于＂身份＂特殊，所以引起了科学家们的高度关注，这甚至有可能告诉我们一段关于地球的遥远历史。这种气体的组成元素，叫做氦-3。
　　我们知道，氦是一种稀有气体元素，它也是化学元素周期表中排在第二的元素。通常来说，我们熟知的氦原子都是由2个质子和2个中子组成的原子核外加核外电子，这就是所谓的氦-4。在地球上，绝大部分的氦都是氦-4，而且这个比例是碾压级的，占到了整个行星上氦元素的99.99986%。
　　（图片说明：氦-3和氦-4）
　　氦-4不仅可以来自于宇宙中的物质，还可以在地球上自然形成。比如铀和钍这样的放射性元素，在衰变的时候，也会产生氦-4。
　　除了氦-4之外，氦还有一种同位素，那就是氦-3。氦-3的原子核和氦-4相比少了一个中子，这种同位素的比例非常低，在地球上仅占到了大约0.000137%。
　　在自然界，氦-3也有形成的来源，那就是通过氚（氢的同位素，又叫超重氢，其原子核包含一个质子和两个中子）的放射性衰变而形成。不过，氦-3最重要的来源，则是宇宙大爆炸。宇宙大爆炸后，整个宇宙中其实只有氢、氦和锂的几种同位素，氦-4同样远多于氦-3，但大量的氦-3一直留存到了今天。
　　那么，这些氦-3是如何进入到地球内部的呢？
　　我们知道，根据现在的理论，我们太阳系是在一片原始星云中诞生的。这片星云中的物质逐渐凝聚，形成了太阳。其余的部分以同样的方式凝聚，形成了太阳系中的行星以及其他小天体。也就是在这个过程中，有一部分氦-3和星际物质一起凝聚，成为了地球的一部分，并且隐藏在地球的最内部——地核之中。
　　（图片说明：地球形成于一片原始星云）
　　地球的核心处储存着氦-3，意味着地球当初很可能是在一个非常富饶的星云中诞生的。而且，我们地球所形成的区域也是整片星云中的内侧，从时间上讲，地球是在星云被吹散之前形成的。
　　通过这些氦-3，天文学家们能够了解地球和太阳系的历史。
　　为了更好地还原几十亿年前发生的事件，来自新墨西哥大学的地球物理学家Peter Olson和他的同事、该校的地球化学家Zachary Sharp对地球的演化过程中氦的量进行了模拟研究。
　　（图片说明：忒伊亚撞击地球假想图）
　　他们从原始星云开始模拟，地球首先通过引力将周围的物质吸积起来，包括氦-3，形成了一颗原始行星。随后，这颗早期的地球经历了一场灾难，那就是一颗名叫忒伊亚的行星的撞击。
　　这颗行星的体型和火星差不多，在地球刚刚形成后不久就撞上了地球，二者合二为一。忒伊亚的一部分融入地球内部，撞击后形成的碎片溅入到太空中，凝聚成了今天的月球。
　　本次研究的重点不是月球的形成，但这样的撞击过程改变了地球内部氦-3的命运。由于撞击过于剧烈，地幔都被融化了，其中的大部分氦都会借此机会逃逸出去。然而，在更深处的地核，对于这样的撞击具有更强的抵抗力，因此很好地保留了其内部的氦-3。
　　（图片说明：地核处的氦-3沿着海洋火山脊系统泄漏出来）
　　尽管地核里储存着的氦-3没有在忒伊亚的撞击下流失，但它们在漫长的岁月里，也在一点点地逃逸。这些形成于宇宙大爆炸初期、随着原始星云被尘封在地球核心处的气体，目前正沿着海洋中部的火山脊系统泄漏出来，被科学家们发现。
　　研究结果表明，地核处每年有大约2000克的氦-3泄漏出来。可以说，这个泄漏的量和地球的各种行星数据相比几乎可以忽略不计，按照Olson的说法，2000克氦-3换算成体积也就只够充满一个和桌子差不多大的气球而已。但是，这却是：＂大自然的一个奇迹，同时也展现出了关于地球历史的一个线索，那就是地球内部仍然存在着大量氦的这种同位素。＂
　　目前来说，科学家还不太清楚这2000克氦-3中有多少是从地核泄漏出来的，又有多少是从地幔中泄漏出来的。研究人员利用氦同位素行为的模型以及目前氦-3泄漏出来的速度，推测地核中大约有10太克（1太克=10^12克）到1拍克（1拍克=10^15克）的氦-3。这也再次印证了前面的猜想，地球确实极有可能形成于太阳系原始星云中最富饶的地带。
　　不过，在本次研究中，研究人员也注意到了其中的一些不确定性。地核处隐藏着的氦-3想要满足所有的条件，可能性并不是太高，根据他们的说法，这意味着这种同位素的含量可能比他们推测的数据要小一些。至于这些猜测的验证，或许需要借助其他元素。
　　他们认为，地核不仅隐藏着宇宙早期的氦-3，也富含原始的氢元素，它们也是以同样的方式被封存在地球内部的。因此，未来他们希望寻找这部分氢气泄漏的现象，或许可以对本次研究进行一种补充，让我们更加了解地球和太阳系的早期历史。