گاز به‌جامانده از زمان بیگ‌بنگ هنوز هم از اعماق زمین نشت می‌کند
تاریخ انتشار: ۱۱ آبان ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۰۱۱۹۳۵
ایتنا - دانشمندان در سنگ‌های آتشفشانی جزیره بافین کانادا مقدار شگفت‌انگیزی از یک حالت نادر گاز هلیوم به نام هلیومــ۳ را شناسایی کرده‌اند. آنها می‌گویند این نشان‌دهنده آن است که این گاز نجیب در حال نشت از هسته زمین است.
این تیم تحقیقاتی علاوه بر این توانسته است مقداری هلیومــ۴ نیز درون سنگ‌ها پیدا کند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
به گزارش ایتنا و به نقل از ایندیپندنت، فارست هورتون، نویسنده اصلی این مقاله و دانشیار بخش زمین‌شناسی و ژئوفیزیک موسسه اقیانوس‌شناسی وودزهول، می‌گوید که اصولا مقدار هلیومــ۳ در مقایسه با هلیومــ۴ در گیتی بسیار کمتر است. به گفته او، هلیومــ۳ در زمین بسیار کمیاب است؛ چرا که مقدار قابل‌‌توجهی از آن در زمین تولید یا به سیاره ما اضافه نشده است.
شناسایی عناصری از این دست که از هسته زمین نشت می‌کنند، می‌تواند به دانشمندان کمک کند از چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیاره ما در گذر زمان به درک جدیدی برسند.
کشف ایزیوتوپ هلیومــ۳ که ایزوتوپی عجیب و نادر از گاز هلیوم محسوب می‌شود و قدمت و تاریخ تشکیل آن به دوره‌های آغازین شکل‌گیری کیهان می‌رسد، موفقیت بزرگی برای دانشمندان محسوب می‌شود.
پژوهشگران می‌گویند این گاز برای استفاده در رآکتورهای همجوشی هسته‌ای ظرفیت بسیاری دارد اما مشکل مقدار موجود آن در سیاره ما است. به گفته دانشمندان، میزان هلیومــ۳ در زمین از مقدار آن در ماه هم به‌مراتب کمتر است. آنها می‌گویند همین مقدار هلیومــ۳ در زمین نیز به زمانی باز می‌گردد که این سیاره هنوز در حال شکل‌گیری بود و گاز هلیومــ۳ می‌توانست در اعماق هسته پنهان شود. به عبارت دیگر، امروزه هلیومــ۳ به‌قدری در لایه‌های زیرین و اعماق زمین جا گرفته است که دسترسی به آن برای مصارف علم و فناوری ممکن نیست. با وجود این، دانشمندان می‌گویند که سالانه به طور متوسط حدود دو هزار گرم از آن از اعماق زمین به بالا نشت می‌کند.
دانشمندان پیش از این می‌دانستند که هلیومــ۳ را می‌توان در سنگ‌های آتشفشانی کف اقیانوس‌‌ها پیدا کرد اما چگونگی نشت آن تاکنون برای زمین‌شناسان ناشناخته بود. دانشمندان می‌گویند جریان‌های گدازه‌ای با قدمت بسیار زیاد در اطراف سواحل جزیره بافین واقع در اقیانوس منجمد شمالی در کانادا دارای بالاترین میزان گاز هلیومــ۳ و هلیومــ۴ است.
به گفته پژوهشگران دانشگاه پرینستون و موسسه ژئوشیمی گوانگ‌ژو، این نشان می‌دهد این گازها به بخش گوشته زمین وارد می‌شوند و در اثر فعل‌وانفعالات زمین‌شناسی و آتشفشانی که سنگ‌های مذاب را از مرز هسته و گوشته به بالا می‌آورد، به سطح زمین می‌رسند.
آنها با بررسی این سنگ‌ها و جریان‌های گدازه‌ای که قدمتشان به ۶۲ میلیون سال می‌رسد، دریافتند که گازهای نشت‌کرده از اعماق زمین به‌نوعی به دوران شکل‌گیری منظومه شمسی بازمی‌گردند. حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش، قبل از آنکه منظومه شمسی شامل خورشید و سیارات آن پدید بیاید، یک سحابی عظیم وجود داشت که در نهایت منظومه شمسی ما را به وجود آورد. دانشمندان می‌گویند هسته زمین درست در چنین زمانی مقداری از گاز هلیوم را که یک گاز بی‌اثر یا اصطلاحا نجیب به شمار می‌رود، بلعید و این همان گازی است که امروز از اعماق زمین به سطح سیاره ما نشت می‌کند.
به گفته هورتون و تیم تحقیقاتی او، اخیرا موارد مشابهی از نشت این گاز کمیاب در میدان‌های گدازه‌ای ایسلند نیز مشاهده شده بود. او می‌گوید به ازای هر یک میلیون اتم هلیومــ۴، تنها حدود یک اتم هلیومــ۳ وجود دارد و تیم پژوهشی او در هر گرم کریستال الیوین حدود ۱۰ میلیون اتم هلیومــ۳ شمارش کرده‌اند. این اتم‌ها از میلیاردها سال پیش تاکنون در هسته زمین محبوس شده بودند. به عبارت دیگر، این گازها دست‌کم از زمان فروپاشی ابرهای ستاره‌ای و در هم پاشیده شدن گازها و غبارها در اثر امواج ضربه‌ای ابرنواختری به جا مانده‌اند.
نتایج این پژوهش در مجله نیچر منتشر شده است.
منبع: ايتنا
کلیدواژه: بیگ بنگ مهبانگ انفجار بزرگ هسته زمین گاز هلیوم همجوشی هسته ای اعماق زمین هلیوم ــ۳ هسته زمین هلیوم ــ۴ گاز هلیوم سیاره ما شکل گیری سنگ ها
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.itna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ايتنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۰۱۱۹۳۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
دانشمندان یک «خطای فنی» در لبه کیهان کشف کردند
نظریه معروف اینشتین برای ۱۰۰ سال ستون اصلی فیزیک مدرن بوده و به توضیح چگونگی عملکرد گرانش در زمین و خارج از فضا کمک کرده است. علاوه بر این، مطالعات بی‌شماری در طول سال‌ها صحت این نظریه را ثابت کرده‌اند و تأیید می‌کنند که گرانش بر سه بُعد فیزیکی ما و همچنین بر بُعد چهارم زمان تأثیر می‌گذارد اما به نظر می‌رسد این نظریه در مقیاس‌های بزرگ‌تر با مشکلی جزئی همراه است.
به گزارش ایسنا، رابین ون(Robin Wen)، نویسنده اصلی این پروژه و یکی از فارغ‌التحصیلان ریاضی فیزیک واترلو، در یک مقاله دانشگاهی توضیح می‌دهد: این مدل گرانش برای همه چیز از نظریه‌پردازی مهبانگ گرفته تا عکاسی از سیاه‌چاله‌ها ضروری بوده است.
به نقل از اس‌اف، اما وقتی سعی می‌کنیم گرانش را در مقیاس کیهانی، در مقیاس خوشه‌های کهکشانی و فراتر از آن درک کنیم، با پیش‌بینی‌های نسبیت عام به ناسازگاری‌های ظاهری بر می‌خوریم. تقریبا انگار گرانش کاملا با نظریه اینشتین مطابقت ندارد. ما این ناهماهنگی را یک «خطای فنی کیهانی» می‌نامیم. گرانش در مواجهه با فواصل میلیاردها سال نوری حدود یک درصد ضعیف‌تر می‌شود.
این مطالعه که در مجله کیهان شناسی و فیزیک اختر ذرات منتشر شد، این احتمال را بررسی کرد که قدرت گرانش حاکم بر کل جهان(ثابت گرانشی کیهانی) کمی متفاوت از ثابت گرانشی نیوتن است که گرانش را در مقیاس‌های کوچکتر، مانند مدار سیارات اطراف خورشید را کنترل می‌کند.
نیایش افشردی، استاد اخترفیزیک در دانشگاه واترلو می‌گوید: تقریبا یک قرن پیش، ستاره‌شناسان کشف کردند که جهان ما در حال انبساط است.
هر چه کهکشان‌ها دورتر باشند، سریع‌تر حرکت می‌کنند، تا جایی که به نظر می‌رسد تقریبا با سرعت نور حرکت می‌کنند و این حداکثر سرعتی است که نظریه اینشتین اجازه می‌دهد. یافته‌های ما نشان می‌دهد که در همان مقیاس‌ها، نظریه اینشتین نیز ممکن است ناکافی باشد.
بنابراین، چرا دانشمندان چنین ایده‌ای را برای اصلاح نظریه انقلابی اینشتین در نظر می‌گیرند؟ به نظر می‌رسد برخی از نظریه‌های گرانش کوانتومی جایگزین مانند گرانش هوراوا-لیفشیتز به طور طبیعی چنین نقص کیهانی را بین مقیاس‌های بزرگ و کوچک پیش‌بینی می‌کنند. مطالعه جدید یک راه ساده برای پیاده‌سازی این اثر مانند یک پاورقی به مدل استاندارد کیهان شناسی ارائه می‌دهد.
ون و همکارانش یک پارامتر جدید به نام Omega_g معرفی کردند که تفاوت بین ثابت‌های گرانشی کیهانی و نیوتنی را اندازه می‌گیرد. آنها دریافتند که مشاهدات فعلی از ماهواره پلانک که تابش پس‌زمینه مایکروویو کیهانی را اندازه‌گیری می‌کند، مقدار Omega_g را در حدود منفی ۰.۰۱ یا حدود یک درصد تفاوت در قدرت گرانش در مقیاس‌های کیهانی در مقایسه با مقیاس‌های محلی نشان می‌دهد.
یک Omega_g منفی منجر به گرانش کمی ضعیف‌تر می‌شود و باعث انبساط کیهان در بزرگترین مقیاس می‌شود. این اثر ظریف می‌تواند چند مشکل دیرینه بین مشاهدات مختلف کیهان‌شناسی در مدل استاندارد را کمی کاهش دهد.
ون می گوید: آن را مانند پاورقی برای نظریه اینشتین در نظر بگیرید. وقتی به مقیاس کیهانی رسیدید، شرایط و ضوابط اعمال می‌شود.
افشردی می‌افزاید: این مدل جدید ممکن است اولین سرنخ در معمای کیهانی باشد که ما شروع به حل آن در فضا و زمان کرده‌ایم.
محققان هشدار می‌دهند که وجود یک نقص کیهانی بر اساس داده‌های فعلی هنوز قطعی نیست. اندازه‌گیری‌های دقیق‌تری از آزمایش‌های آینده که پس‌زمینه مایکروویو کیهانی و توزیع ماده در اعماق فضا را ترسیم می‌کنند، برای تایید یا رد قطعی این شکست بالقوه نسبیت عام در انتهای کیهان مورد نیاز است.
انتهای پیام
مدیررسانهای پرسپولیس: سپاهان به جای شکایت بیجا، عذرخواهی کند