Geysers Taman Negara Yellowstone, mata air panas, fumarol dan ciri hidroterma lain memancarkan koleksi gas dari jauh di dalam stim bumi, karbon dioksida, metana, neon, argon dan helium. Tidak mencukupi yang terakhir, helium, untuk taman itu mula menjual balon atau untuk pengunjung berbunyi seperti chipmunks, tetapi ada banyak untuk saintis untuk belajar.
Kandungan Terkait
- Bears Yellowstone Sebenarnya Makan Moths untuk Makanan
- Plump Gigantic Di Bawah Yellowstone Sekarang Lebih Gigantic
Helium boleh meletus daripada batu gunung berapi yang memacu aktiviti hidroterma, tetapi itu bukan di mana kebanyakan helium Yellowstone berasal, nampaknya. Gas taman berasal dari batu di mana ia telah disimpan selama beratus-ratus juta tahun, saintis Penyiasatan Geologi AS melaporkan hari ini dalam Alam .
Helium adalah elemen kedua yang paling melimpah di alam semesta - ia terbentuk oleh gabungan atom hidrogen nuklear, satu proses yang menguatkan bintang-bintang-tetapi ia jarang berlaku di Bumi. Beruntung untuk penonton dan pembunuh parti (dan ubat-ubatan moden), helium boleh diekstrak daripada rizab gas asli bawah tanah.
Helium di Bumi boleh didapati dalam dua bentuk utama: Hampir semua berlaku sebagai helium-4 (dinamakan demikian kerana ia mempunyai dua proton dan dua neutron), yang boleh dihasilkan semasa kerosakan radioaktif unsur-unsur berat seperti uranium. Pecahan kecil (kira-kira satu juta) berlaku sebagai helium-3 (dua proton dan satu neutron), yang sebahagian besarnya telah wujud di Bumi sejak pembentukan planet dan merupakan bahan yang asalnya membentuk planet ini.
Nisbah helium-3 hingga helium-4, bagaimanapun, sedikit berbeza dan saintis sebenarnya dapat menggunakan nisbah itu untuk menentukan sumber anggaran helium mana-mana yang mereka temukan. Uranium dan unsur-unsur berat lain lebih tidak serasi dengan mineral yang ditemui di mantel Bumi, jadi unsur-unsur ini ditapis ke kerak, di mana keruntuhan mereka menghasilkan helium-4. Bahan-bahan mantel, yang mengandung unsur-unsur radioaktif berat yang kurang ini, tidak menghasilkan helium-4, jadi helium hadir di sana kebanyakannya dalam bentuk helium-3.
Sistem hidrotermal di Yellowstone National Park mempunyai jumlah helium-3 yang agak tinggi, dan saintis menganggap ini sebagai bukti bahawa hotspot Yellowstone berasal jauh di dalam mantel dan mempunyai jalan yang agak lurus.
Gas menggelegak melalui mata air panas di Yellowstone National Park dikumpulkan melalui corong. Kredit: J. Lowenstern, Penyiasatan Geologi AS Tetapi nampaknya helium-4 mempunyai perjalanan yang lebih rumit ke permukaan. Penyelidik dari USGS telah mengumpul sampel gas dari seluruh Yellowstone selama sedekad dan melakukan analisis kimia dan isotop daripada helium, karbon dioksida dan gas lain dalam sampel tersebut. Jumlah helium-4 yang dipancarkan di Yellowstone, mereka dijumpai, melebihi beberapa pesanan magnitud jumlah purata yang mereka harapkan untuk mencari di tempat lain.
Kebanyakan helium-4 Yellowstone adalah sekurang-kurangnya ratusan juta-mungkin bahkan berbilion-tahun, saintis dikira. Memandangkan jumlah gas yang hadir, saintis menyimpulkan bahawa ia mungkin berasal dari batu-batu dalam kerak yang sangat kuno yang dikenali untuk dikebumikan di dekatnya. Pekak kerak yang sangat tua ini, dari Archaean eon, dibentuk lebih daripada 2.5 bilion tahun yang lalu dan mengandungi uranium dan bahan-bahan radioaktif lain yang terus membusuk. Itu akan membenarkan kepekatan helium-4 yang tinggi untuk membina bawah tanah. Kemudian kira-kira dua juta tahun yang lalu, hotspot Yellowstone menembusi batu-batu kuno ini, beberapa yang tertua di planet ini, dan mula melepaskan helium-4 yang disimpan di sana bersama-sama dengan helium-3 yang dibesarkan dari mantel.
Penemuan ini mungkin layak sebagai "jenis yang menarik" untuk mana-mana peminat Yellowstone, tetapi bagi saintis, mungkin terdapat implikasi yang lebih penting. Helium dan gas mulia lain digunakan untuk menganggarkan masa kediaman bawah tanah - contohnya, para saintis mengandaikan bahawa lebih banyak helium-4 hadir di dalam air, semakin lama air itu telah duduk di dalam batu-batu sekitarnya.
Tetapi kajian helium di Yellowstone menunjukkan bahawa beberapa anggapan ini-khususnya helium-4 yang dihasilkan oleh pereputan mantap unsur-unsur yang hanya terdapat di dalam batuan dan sedimen akuifer tempatan-tidak benar. Helium tiba-tiba masuk ke dalam sistem dari tempat-tempat yang tidak dijangka-sebuah poket batu purba, misalnya, atau sumber magma-jadi tarikh-tarikh kalkulasi masa lalu, terutamanya dari akuifer di kawasan gunung berapi atau berhampiran dengan gempa bumi mungkin bahawa helium tambahan.
Walau bagaimanapun, para saintis digunakan untuk menangani data baru yang mengubah teori lama; itu sifat sains, selepas semua. Penduduk di kawasan Yellowstone, bagaimanapun, mungkin berharap para penyelidik hanya akan bergegas dan memikirkan sama ada pengawal selia yang merayap di bawahnya dan terakhir meletus 640, 000 tahun yang lalu akan meniup lagi dalam masa terdekat.
