Gejzirji, vroči vrelci, fumaroli in druge hidrotermalne značilnosti nacionalnega parka Yellowstone razkrivajo zbirko plinov globoko v Zemlji - para, ogljikov dioksid, metan, neon, argon in helij. Zadnjega, helija, ni dovolj, da bi park začel prodajati balone ali da bi se obiskovalci slišali kot črepinje, toda znanstveniki lahko veliko preučijo.
Sorodne vsebine
- Yellowstone medvedi dejansko jedo molje za hrano
- Plutum pod Yellowstoneom zdaj še bolj velikanski
Helij lahko mehurči iz vulkanskih kamnin, ki poganjajo hidrotermalno aktivnost, vendar od tod ne prihaja večina Yellowstonovega helija. Plin v parku izvira globoko v skalah, kjer je bil shranjen sto milijonov let, danes znanstveniki ameriškega geološkega zavoda poročajo v Nature .
Helij je drugi najpogostejši element v vesolju - tvorjen je z jedrsko fuzijo vodikovih atomov, procesom, ki napaja zvezde - vendar je na Zemlji precej redek. Na srečo rojstnodnevne zabave in klovnov (in sodobne medicine), helij lahko pridobivajo iz rezerv zemeljskega plina pod zemljo.
Helij na Zemlji najdemo v dveh glavnih oblikah: Skoraj vsi se pojavljajo kot helij-4 (tako so ga poimenovali zato, ker ima dva protona in dva nevtrona), kar lahko nastane med radioaktivnim razpadom težkih elementov, kot je uran. Majhna frakcija (približno en na milijon) se pojavlja kot helij-3 (dva protona in en nevron), ki je večina prisoten na Zemlji že od nastanka planeta in je ostanek materiala, ki je prvotno oblikoval planet.
Razmerje med helijem-3 in helijem-4 pa se nekoliko razlikuje in znanstveniki lahko dejansko uporabijo to razmerje za določitev približnega vira katerega koli helija. Uran in drugi težki elementi so bolj nezdružljivi z minerali, ki jih najdemo v Zemljinem plašču, zato se ti elementi filtrirajo do skorje, kjer pri njihovem razpadu nastane helij-4. Materiali, ki vsebujejo manj teh težkih radioaktivnih elementov, ne proizvajajo toliko helija-4, zato je prisoten helij večinoma v obliki helija-3.
Hidrotermalni sistem v nacionalnem parku Yellowstone ima relativno veliko helija-3 in znanstveniki menijo, da je to dokaz, da žarišče Yellowstone izvira globoko v plašču in ima razmeroma ravno pot navzgor.
Plin, ki vre skozi vrelce v nacionalnem parku Yellowstone, se zbira skozi lijak. Zasluge: J. Lowenstern, ameriški geološki zavod A zdi se, da ima helij-4 bolj zapleteno potovanje na površje. Raziskovalci iz USGS že desetletje zbirajo vzorce plina iz Yellowstonea in v teh vzorcih izvajajo kemijske in izotopske analize helija, ogljikovega dioksida in drugih plinov. Količine helija, ki se oddajajo v Yellowstoneu, so ugotovili, da je za nekaj vrst večje od povprečne količine, ki bi jo pričakovali drugje.
Znanstveniki so izračunali, da je večina Yellowstoneovega helija-4 stara vsaj sto milijonov - morda celo milijarde let. Glede na količino prisotnega plina znanstveniki sklepajo, da verjetno izvira iz kamnin znotraj zelo starodavne skorje, za katero je znano, da je pokopana v bližini. Ta super star žep skorje iz arhejskega eona je nastal pred več kot 2, 5 milijarde let in vsebuje uran in druge radioaktivne materiale, ki nenehno propadajo. To bi omogočilo visoke koncentracije helija-4, ki so se nakopičile pod zemljo. Potem je pred približno dva milijona let žarišče Yellowstone prodrlo te starodavne kamnine, nekatere najstarejše na planetu, in začelo izpuščati helij-4, shranjen tam, skupaj s helijem-3, ki je bil vzet iz plašča.
To odkritje verjetno velja za "vrsto zanimivega" za vse oboževalce Yellowstonea, toda za znanstvenike bi lahko prišlo do pomembnejših posledic. Helij in drugi žlahtni plini se uporabljajo za določitev časa bivanja podtalnice - znanstveniki na primer domnevajo, da več helija-4, ki je prisoten v vodi, dlje časa sedi voda v kamninah, ki ga obdajajo.
Toda raziskava helija v Yellowstoneu kaže, da nekatere od teh predpostavk, zlasti helija-4, ki nastaja zaradi nenehnega razpadanja elementov, ki jih najdemo le znotraj kamnin in sedimentov lokalnega vodonosnika, niso povsem prave. Helij lahko nenadoma vstopi v sistem iz nepričakovanih krajev - na primer žep starodavnih kamnin ali iz vira magme -, zato se datumi v preteklih izračunih, zlasti tistih iz vodonosnikov v vulkanskih regijah ali v bližini potresnih napak, lahko odpravijo zaradi tisti dodatni helij.
Znanstveniki so sicer vajeni novih podatkov, ki spreminjajo dolgotrajne teorije; Konec koncev je to narava znanosti. Prebivalci območja Yellowstone pa si verjetno želijo, da bi raziskovalci samo pohiteli in ugotovili, ali bo supervolkan, ki tali pod njimi in je nazadnje izbruhnil pred 640.000 leti, kdaj koli kmalu spet razstrelil.
