イエローストーンベルチ古代ヘリウム

イエローストーン国立公園の間欠泉、温泉、噴気孔、その他の熱水特性は、地球の深部から蒸気、二酸化炭素、メタン、ネオン、アルゴン、ヘリウムのガスのコレクションを噴出します。 公園で風船の販売を開始したり、訪問者がシマリスのように聞こえるには、その最後の1つであるヘリウムは十分ではありませんが、研究する科学者はたくさんいます。

関連性のあるコンテンツ

• イエローストーンベアーズは実際に食べ物のためにMoを食べる
• イエローストーンの下に巨大なプルームがさらに巨大に

ヘリウムは、熱水活動を促進する火山岩から噴出する可能性がありますが、イエローストーンのヘリウムのほとんどがそこから来ているのではないようです。 米国の地質調査の科学者たちは今日、 Natureで報告しています。

ヘリウムは宇宙で2番目に豊富な元素であり、水素原子の核融合によって形成され、星に動力を与えるプロセスですが、地球上では非常にまれです。 誕生日パーティーの客や道化師（および現代医学）にとって幸運なことに、ヘリウムは地下の天然ガスの埋蔵物から抽出することができます。

地球上のヘリウムは、主に2つの形で見つけることができます：ほとんどすべてがヘリウム4として発生します（2つの陽子と2つの中性子があるため、このように命名されます）。 ヘリウム3（2個の陽子と1個の中性子）として、ごく一部（100万分の1）が発生します。そのほとんどは、惑星の形成以来地球上に存在し、元々惑星を形成した物質の痕跡です。

ただし、ヘリウム3とヘリウム4の比率はわずかに異なり、科学者は実際にその比率を使用して、発見したヘリウムのおおよその発生源を特定できます。 ウランおよびその他の重元素は、地球のマントルに含まれる鉱物との親和性が低いため、これらの元素は地殻までろ過され、そこで崩壊によってヘリウム4が生成されます。 これらの重放射性元素の含有量が少ないマントル材料は、ヘリウム4をあまり生成しないため、そこに存在するヘリウムはほとんどがヘリウム3の形になっています。

イエローストーン国立公園の熱水系にはヘリウム3が比較的多く含まれており、科学者はこれがイエローストーンホットスポットがマントルの奥深くで発生し、比較的まっすぐに伸びている証拠であると考えています。

しかし、ヘリウム4はより複雑な表面への旅をしているようです。 USGSの研究者は10年にわたってイエローストーンからガスサンプルを収集し、それらのサンプルに含まれるヘリウム、二酸化炭素、その他のガスの化学分析および同位体分析を行ってきました。 彼らが発見したイエローストーンで放出されているヘリウム-4の量は、他の場所で見つかると予想される平均量を数桁上回っています。

科学者が計算したところによると、イエローストーンのヘリウム-4の大部分は少なくとも数億年、おそらくは数十億年です。 存在するガスの量を考えると、科学者はおそらくそれが近くに埋まっていることが知られている非常に古代の地殻内の岩から来ていると結論づけています。 太古時代のこの非常に古い地殻のポケットは、25億年以上前に形成されたものであり、ウランやその他の放射性物質が着実に崩壊しています。 それにより、高濃度のヘリウム-4が地下に蓄積することができたでしょう。 それから約200万年前、イエローストーンのホットスポットは、地球上で最も古いものの一部であるこれらの古代の岩に侵入し、そこに貯蔵されたヘリウム-4とマントルから持ち出されたヘリウム-3を放出し始めました。

この発見は、おそらくイエローストーンのファンにとっては「おもしろい」ものとみなされますが、科学者にとっては、もっと重要な意味があるかもしれません。 ヘリウムおよびその他の希ガスは、地下水の滞留時間を推定するために使用されます。たとえば、科学者は、水中に存在するヘリウム4が多いほど、その周囲の岩に水が長く留まっていると想定します。

しかし、イエローストーンでのヘリウムの研究は、これらの仮定のいくつか、特に、局所帯水層の岩石と堆積物内でのみ見られる元素の安定した崩壊によって生成されたヘリウム-4が正しくないことを示しています。 ヘリウムは、予期せぬ場所から突然システムに侵入することがあります。たとえば、古代の岩のポケットやマグマの供給源です。その余分なヘリウム。

しかし、科学者は、長年の理論を変える新しいデータを扱うことに慣れています。 結局のところ、それが科学の性質です。 しかし、イエローストーン地域の住民は、おそらく、研究者が急いで、64万年前に最後に噴火し、最後に噴火した超火山がすぐに再び吹くかどうかを調べることを望んでいます。