Các nhà khoa học phát hiện bầu khí quyển đang bị rò rỉ, liệu có tác động như thế nào đến Trái Đất?

Gần đây, thông qua phân tích dữ liệu vệ tinh và quan sát mặt đất các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng bầu khí quyển trái đất đang bị rò rỉ, đặc biệt là ở các vùng cực, cụ thể hơn là một loại khí hiếm có tên helium 3 đang liên tục thoát ra từ bên trong trái đất.

Sự hình thành, đặc điểm phân bố, hàm lượng và vai trò của helium 3 trong lòng trái đất, cũng như lý do nó thoát ra và tác động của nó đến trái đất cũng thu hút sự quan tâm rộng rãi của các nhà khoa học.

 

Đặc điểm hình thành và phân bố của helium 3

Dưới góc độ hình thành: Helium 3 (He3) là một loại khí hiếm trên trái đất. Helium 3 bên trong trái đất chủ yếu đến từ hai khía cạnh: một là nguyên tố helium trong tinh vân mặt trời, hai là được tạo ra do sự va chạm của các vật chất liên hành tinh trong giai đoạn đầu hình thành trái đất.

Trong tinh vân mặt trời, nhiều ion hydro và ion heli được đưa vào hệ mặt trời do tác động của gió mặt trời. Các ion này dần dần hình thành các thiên thể như hành tinh và vệ tinh thông qua sự hấp phụ và va chạm. Trong quá trình này, một số ion helium được hấp phụ vào trái đất và dần dần tích tụ.

Ngoài ra, trong những ngày đầu hình thành Trái Đất, nhiệt độ và áp suất bên trong Trái Đất tăng dần do sự va chạm của các vật chất liên hành tinh. Trong quá trình này, một số ion hydro và ion heli được hấp phụ vào trái đất và dần dần chuyển thành heli 3. Helium-3 này bị nhốt bên trong Trái đất và dần dần được giải phóng lên bề mặt do sự chuyển động không đều của các mảng vỏ và các vụ phun trào núi lửa.

 

Bầu khí quyển Trái đất cũng chứa một lượng khí helium-3 nhất định, chủ yếu được tạo ra thông qua các phản ứng tự nhiên giữa các ion hydro do gió mặt trời mang lại và nitơ trong bầu khí quyển Trái đất. Ngoài ra, các tài nguyên như khí tự nhiên và dầu trong vỏ trái đất cũng chứa một lượng lớn heli, với sự chuyển động của các mảng vỏ và các vụ phun trào núi lửa, một phần heli trong khí và dầu tự nhiên sẽ thoát ra khí quyển và dần dần chuyển hóa thành heli 3 và được phân bố khắp thế giới nhờ sự lưu thông của khí quyển.

 

Đánh giá từ đặc điểm phân bố: Helium 3 phân bố không đều trong lòng trái đất. Trên bề mặt Trái đất, nồng độ helium 3 tương đối thấp nhưng ở lớp phủ sâu và lõi trái đất, do điều kiện nhiệt độ và áp suất cao nên helium 3 dễ hình thành và bị giữ lại bên trong hơn. của trái đất nên nồng độ helium 3 cao hơn.

Tại sao helium 3 "rò rỉ"?

Helium 3 được giải phóng từ bên trong trái đất và cuối cùng tiêu tan vào vũ trụ, nói một cách chính xác thì đó là sự tiến hóa năng động của hai quá trình. Một là sự ảnh hưởng của các yếu tố bên trong trái đất, hai là sự thay đổi của bầu khí quyển trái đất.

Từ bên trong Trái đất, một là chuyển động của các mảng vỏ: với sự chuyển động vô thường của các mảng vỏ, áp suất và ma sát giữa các mảng có thể làm nhiệt độ và áp suất cục bộ tăng lên, từ đó thúc đẩy sự giải phóng helium 3 khỏi lớp phủ. hoặc lõi lên bề mặt.

 

Thứ hai là núi lửa phun trào: Trong một vụ phun trào núi lửa, những tảng đá trong vỏ trái đất sẽ tan chảy do nhiệt độ và áp suất cao, sẽ giải phóng khí heli 3 bị nhốt trong đá.

Từ góc độ bầu khí quyển trái đất, tại sao helium 3 trong khí quyển thoát ra ngoài không gian chủ yếu là do dòng chảy và sự khuếch tán của khí quyển. Trong khí quyển, helium 3 sẽ được phân bố khắp thế giới theo dòng chảy của khí quyển. Trong quá trình này, một số helium 3 sẽ dần dần tan vào không gian do sự khuếch tán của khí quyển.

Tác động của sự “rò rỉ” của trái đất là gì?

Nếu chỉ coi việc giải phóng helium 3 từ trong lòng trái đất ra bên ngoài là một quá trình đơn lẻ thì theo thời gian, hàm lượng helium 3 trong bầu khí quyển trái đất chắc chắn sẽ ngày càng cao hơn, điều này sẽ gây ra những tác động sau đây đến trái đất:

Một là sự ổn định của vỏ trái đất: sự di chuyển của lượng helium 3 dư thừa có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của vỏ trái đất. Do helium 3 có độ khuếch tán cao nên nó có thể làm thay đổi sự phân bố áp suất giữa các mảng vỏ, từ đó ảnh hưởng đến tần suất và cường độ của động đất và hoạt động núi lửa.

 

Thứ hai là biến đổi khí hậu: Với việc giải phóng helium 3 vào bên trong trái đất, nó có thể làm thay đổi thành phần của khí quyển, từ đó ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu. Ví dụ, lượng helium-3 dư thừa có thể làm tăng độ trong suốt của khí quyển, khiến nhiệt độ toàn cầu tăng lên.

Thứ ba là sinh quyển: Khi nồng độ helium 3 trên bề mặt trái đất tăng lên, nó có thể tác động đến sinh quyển. Mặc dù hiện tại chưa có bằng chứng thuyết phục nào cho thấy helium 3 có tác động trực tiếp đến sinh vật sống nhưng khi nồng độ tăng lên, nó có thể ảnh hưởng đến chức năng sinh lý của sinh vật sống và sự cân bằng của hệ sinh thái. Ví dụ, một số sinh vật có thể bị ảnh hưởng bởi những thay đổi về áp suất, nhiệt độ hoặc thành phần khí quyển ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và sinh sản của chúng.

 

Thứ tư, trường địa từ: Helium 3 quá mức có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của trường địa từ. Vì trường địa từ rất quan trọng để bảo vệ sinh quyển (ví dụ: bảo vệ khỏi bức xạ cực tím), việc giải phóng helium 3 có thể có tác động sâu sắc đến sinh quyển.

Tuy nhiên, nếu nhìn trái đất trong mối tương quan với toàn bộ vũ trụ thì những tác động trên có thể bị bỏ qua, thậm chí không có tác dụng gì cả.

Sở dĩ như vậy là do sự hình thành, lưu trữ và giải phóng helium 3 trên trái đất là một quá trình động, không chỉ từ trong ra ngoài, từ khí quyển đến vũ trụ mà còn từ vũ trụ, từ các ion hydro trong gió mặt trời. đến trái đất. Nitơ trong khí quyển đi vào bầu khí quyển trái đất thông qua các phản ứng và các kênh khác, đồng thời cũng được lắng đọng vào độ sâu của đại dương và đất, do đó hình thành nên sự cân bằng động của helium 3.