Yellowstonen kansallispuiston geyserit, kuumat lähteet, fumaroolit ja muut hydrotermiset ominaisuudet erottivat kokoelman kaasuja maan syvältä - höyryä, hiilidioksidia, metaania, neonia, argonia ja heliumia. Viimeisimmästä, heliumista, ei ole tarpeeksi, jotta puisto voi alkaa myydä ilmapalloja tai vierailijat kuulostavat sirpaleilta, mutta tutkijoille on paljon tutkimusta varten.
Asiaan liittyvä sisältö
- Yellowstone Bears todella syö koit ruokaa
- Jättiläinen suihke Yellowstonen alla nyt vieläkin jättimäisempi
Helium voi kuplia vulkaanisista kivistä, jotka vetävät hydrotermistä aktiviteettia, mutta näyttää siltä, ettei suurin osa Yellowstonen heliumista ole lähtöisin. Puiston kaasu on peräisin syvältä kallioista, joissa sitä on varastoitu satoja miljoonia vuosia, Yhdysvaltain geologisen tutkimuksen tutkijat raportoivat tänään Naturessa .
Helium on maailmankaikkeuden toiseksi runsas elementti - sen muodostaa vetyatomien ydinfuusio, prosessi, joka voimistaa tähtiä -, mutta se on melko harvinaista täällä maan päällä. Syntymäpäiväjuhlissa käyneille ja pelleille (ja nykyaikaiselle lääkkeelle) onnea helium voidaan uuteta maakaasuvarastoista.
Maapallon heeliumia löytyy kahdesta päämuodosta: Lähes kaikki esiintyy helium-4: nä (nimeltään siten, koska siinä on kaksi protonia ja kaksi neutronia), jota voidaan tuottaa raskaiden elementtien, kuten uraanin, radioaktiivisen hajoamisen aikana. Pieni fraktio (noin yksi miljoonasta) esiintyy helium-3: na (kaksi protonia ja yksi neutroni), joista suurin osa on ollut maapallolla planeetan muodostumisen jälkeen ja on materiaalin jäännös, joka alun perin muodosti planeetan.
Helium-3: n ja helium-4: n suhde kuitenkin vaihtelee hieman, ja tutkijat voivat tosiasiallisesti käyttää tätä suhdetta määrittääkseen löytämänsä heliumin likimääräisen lähteen. Uraani ja muut raskaat elementit ovat yhteensopimattomempia mineraalien kanssa, joita löytyy maan vaipasta, joten nämä elementit suodattavat kuoreen saakka, missä niiden hajoaminen tuottaa helium-4. Vaippamateriaalit, jotka sisältävät vähemmän näitä raskaita radioaktiivisia alkuaineita, eivät tuota yhtä paljon helium-4: tä, joten siellä esiintyvä helium on enimmäkseen helium-3: n muodossa.
Yellowstonen kansallispuiston hydrotermisessä järjestelmässä on suhteellisen suuri määrä helium-3: ta, ja tutkijoiden mielestä tämä on todiste siitä, että Yellowstonen hotspot on peräisin syvältä vaipan sisäpuolelta ja että se on suhteellisen suora polku ylöspäin.
Kaasu, joka kuplittuu kuumavesilähteen läpi Yellowstonen kansallispuistossa, kerätään suppilon kautta. Luotto: J. Lowenstern, Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos Mutta näyttää siltä, että helium-4: llä on monimutkaisempi matka pinnalle. USGS: n tutkijat ovat keränneet kaasunäytteitä Yellowstonen alueelta jo vuosikymmenen ajan ja suorittaneet kemiallisia ja isotooppisia analyysejä kyseisissä näytteissä olevasta heliumista, hiilidioksidista ja muista kaasuista. Heidän havaitsemansa Yellowstone-säteilyssä emittoidun helium-4: n määrä ylittää useilla suuruusluokilla keskimääräisen määrän, jonka he olivat odottaneet löytävänsä muualta.
Suurin osa Yellowstonen helium-4: stä on ainakin satoja miljoonia - ehkä jopa miljardeja - vuotta vanhoja, tutkijat laskivat. Läsnä olevan kaasun määrän perusteella tutkijat päättelevät, että se tulee todennäköisesti hyvin muinaisessa kuoressa olevista kivistä, joiden tiedetään haudatuneen lähellä. Tämä super-vanha kuoren tasku, joka on peräisin Arkean eonista, muodostettiin yli 2, 5 miljardia vuotta sitten ja sisältää uraania ja muita radioaktiivisia aineita, jotka ovat jatkuvasti rappeutuneita. Se olisi mahdollistanut korkeiden helium-4-pitoisuuksien rakentamisen maan alle. Sitten noin kaksi miljoonaa vuotta sitten Yellowstone-hotspot läpäisi nämä muinaiset kivet, eräät planeetan vanhimmista, ja alkoi vapauttaa siellä varastoitua helium-4 yhdessä vaipan mukana tuodun helium-3: n kanssa.
Tämä löytö katsotaan todennäköisesti "sellaisena mielenkiintoisena" kaikille Yellowstone-faneille, mutta tutkijoille saattaa olla tärkeämpiä vaikutuksia. Heliumia ja muita jalokaasuja käytetään pohjaveden viipymisaikojen arviointiin. Esimerkiksi tutkijat olettavat, että mitä enemmän helium-4 on vedessä, sitä kauemmin vesi on istunut sitä ympäröivissä kivissä.
Mutta heeliumin tutkimus Yellowstoneissa osoittaa, että jotkut näistä oletuksista - erityisesti helium-4, jonka tuottaa vain paikallisen vesikerroksen kallioissa ja sedimenteissä löydetyt alkuaineet - jatkavat hajoamista - eivät ole aivan oikeita. Helium voi tulla äkillisesti järjestelmään odottamattomista paikoista - esimerkiksi muinaiskivitaskusta tai magman lähteestä -, joten aikaisempien laskelmien päivämäärät, etenkin vulkaanisten alueiden pohjavesistöjen tai lähellä maanjäristysvirheiden päivämäärät, voivat olla kaukana, koska tuo ylimääräinen helium.
Tutkijat ovat kuitenkin tottuneet käsittelemään uutta tietoa, joka muuttaa pitkään pidettyjä teorioita; se on tieteen luonne loppujen lopuksi. Yellowstonen alueen asukkaat kuitenkin todennäköisesti haluavat tutkijoiden kiirehtimään ja selvittämään, aikooko niiden alla hehkuttava ja viimeksi puhjennut 640 000 vuotta sitten supistunut tulivuori uudestaan milloin tahansa pian.
