地核和地幔之间是否存在物理物质的交换，是数十年来科学家一直争论的话题。然而，这一谜题最终在近期得以揭开。

在加拿大巴芬岛的火山岩里，来自加州理工学院和伍兹霍尔海洋研究所的科学家们检测到了“惊人数量”的稀有氦同位素——氦-3，这一发现为“惰性气体正在从地核泄漏”提供了有力支撑。相关科学家表示，氦-3可能在1亿年前甚至更早的时候，就已经开始从地核泄露到地幔中，相关研究于10月18日发表在《自然》杂志上。

地球核心

从宇宙大爆炸中而来

地球作为一颗岩质行星，有着非常明显的分层结构。

1910年，正在南极进行科研的莫霍洛维奇在使用地震波探测南极冰层状况时，发现了地下50公里处的地震波发生了变化，由此发现了莫霍面；1914年，古登堡采用专业的地震波仪器向地球内部探测，他发现在位于地球内部2900公里处，竟然存在着不同物质的分界面，由此发现了古登堡面。

此后，人们根据莫霍洛维奇和古登堡的发现，将地球分为了地壳、地幔、地球外核和内核这4个层次，而内核与外核通常被统称为地核。地核是地球上最热的地方，特别是内核，其温度可达4000℃～6800℃。

从地壳到地核的地球结构

那么，地核中的氦-3气体到底从何而来呢？

事实上，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138亿年前的宇宙大爆炸。

“大爆炸宇宙论”认为宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的，之后逐渐膨胀、演化、发展到了今天的物质世界。在这一过程中，也释放了大量的氢和氦。随着时间推移，这些元素也参与了宇宙中包括地球在内的星体的形成过程。也就是说，当地球形成时，氦元素可能被锁在了地核中，使地核成为这一惰性气体的储存库。而氦-3则随着地核的泄漏，慢慢上升到地表，最终在巴芬岛被发现。

氦-3泄露过程示意图

“流浪”到地球中的氦-3

那么，从地核泄漏的氦-3会不会影响地球？

该研究文章的主要作者、伍兹霍尔海洋研究所地质和地球物理系科学家福雷斯特·霍顿解释称，从地核泄漏的氦-3不会影响到地球，也不会对地球产生任何负面影响。“惰性气体不会与其他物质产生化学反应，因此不会对人类或环境产生影响。”

那么，既然氦-3泄漏到地球中对我们没有任何不利影响，那么科学家为什么还要对此展开研究呢？

事实上，解开地球核心“泄漏”的谜团对于地球科学的发展至关重要。

地球核心是地球内部的热源，其活动与地球磁场的产生密切相关。通过研究地球核心的物质运动和“泄漏”现象，我们可以更好地理解地球的热力学演化、地壳运动以及大气和水文循环等方面的相互作用。

对于解开地球核心“泄漏”之谜的成果，不仅可以为地球科学领域提供更完整的地球内部模型，还对全球资源勘探、地质地球物理储层研究、环境保护和地震灾害预测等方面具有重要的实际应用价值，同时也为我们更深入地理解行星内部结构、行星演化和行星动力学提供宝贵的科学参考。

地球和宇宙中的行星

在这项研究的基础上，未来科研人员还将继续探究导致地球核心“泄漏”的机制和动力学过程。为了达到这一目标，科学家需要进一步加强地震观测网络，提高地震波的分辨率和精度，以获得更准确的地核物质运动信息。

除此之外，他们还需要借助实验室模拟和数值模拟，模拟地球核心的热力学过程和物质流动，以寻找与“泄漏”现象相关的物理、化学和热力学机制。“我很期待能研究类似的问题。也许通过氦，我们还能追踪到穿过地幔边界的其他元素。”霍顿说。