Quietschen! Alten Helium entweichen von Yellowstone

Das riesige Magma-Blob unter Yellowstone Nationalpark entfesselte Tonnen alten Helium gas, wenn es Nordamerika, entsprechend einer neuen Studie in Brand gesteckt.

"Die Höhe der Erdkruste Helium coming out ist viel mehr, als jemand erwartet hätte,", sagte Jacob Lowenstern, Erstautor der Studie und Wissenschaftler-in-Charge bei der United States Geological Survey Yellowstone Volcano Observatory. Die Ergebnisse erscheinen in der heutigen (19 Februar) Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Berühmten Geysire des Yellowstone-Nationalparks Burble innerhalb die Überreste von einem Supervulkan, der zuerst vor 2,1 Millionen Jahren explodierte. Der Vulkan und die Geysire verdanken ihre Existenz einem Hotspot, eine massive Wolke von geschmolzenes Gestein aus im Erdmantel in Richtung zur Oberfläche steigt. [Infografik: die Geologie des Yellowstone]

Bevor im Westen Nordamerikas über den Hotspot rollte, ging jedoch Yellowstone der zukünftigen Geburtsort ungestört für mehr als 2 Milliarden Jahre denke, die Autoren der Studie. Dies gab den kontinentalen Felsen genügend Zeit für den Aufbau von großen Helium-Gas-Geschäfte über den Zerfall radioaktiver Elemente in der Erdkruste. (Die meisten Helium auf der Erde geschaffen stammt von Uran und Thorium.) Das Helium wurde wahrscheinlich in den Felsen und in Flüssigkeiten wie Grundwasser gefangen.

Da war alles ruhig in dieser Ecke trifft im Westen auf die Ebenen, befreit keine tektonischen Schleifen das Helium über Frakturen wie Störungen. Nur wenn der Hotspot durch die Kruste ein paar Millionen Jahren gebohrt das Helium endlich entkommen konnte. Die steigenden Magma erhitzt und knackte die Kruste, das Gas, die Freigabe und einen Weg an die Oberfläche über Buttern Flüssigkeiten und geschmolzenes Gestein.

Pop, Zischen, Quietschen!

Lowenstern gegenüber den Prozess an einen Wasserhahn. "Es war wie ein Zapfen, die ausgeschaltet wurde für eine wirklich lange Zeit, nicht erlauben, das Helium durch die Kruste, Wandern und als Hotspot zu Yellowstone kam, stellte sich des Zapfens wieder auf", sagte er.

Lowenstern und seine Co-Autoren entdeckt die seltsamen Mengen Helium ein paar Jahren, während tracking Gase am Yellowstone. Die Gase – wie z.B. Kohlendioxid, Schwefel und Helium – helfen, zeigen, was das Magma unter der Oberfläche tut.

Das Helium entweicht aus der Kruste über Frakturen und thermische Eigenschaften, wie der Park Dampfdüsen und Geysire. [Video: eine Stadtrundfahrt durch des Yellowstone National Park]

Die Forscher Maßen zwei Heliumisotope sind Atome des gleichen Elements mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen. Helium-3 hat ein Neutron und Helium-4 zwei.

Die zwei Heliumisotope stammen aus verschiedenen Quellen. Helium-3 auf Erde Formen in erster Linie in den Mantel, die dicken, heißen Schicht zwischen der Erdkruste und dem Kern erstellt. Helium-4 wird in erster Linie in die Kruste aus dem Zerfall von radioaktiven Elementen hergestellt. Die Anteile von Helium-3 und Helium-4 in einem Gas Probe Leibung kommt wie viel Helium aus dem Mantel und wie viel kommt aus der Kruste.

Yellowstone Helium-Gas-Emissionen waren bereits bekannt für ihren hohen Gehalt von Helium-3, ein Zeichen des massiven Mantel Hotspots unter der Region. Aber das Verhältnis von Helium-4 in die Gase entweichen aus der Kruste ist auch deutlich höher als erwartet, die Studie berichtet.

"Es ist ein wenig überraschend," sagte Lowenstern Live Science Our Amazing Planet. "Nicht nur gibt es diese wirklich beeindruckend Mantel-Quelle, aber es gibt auch diese Erdkruste Quelle zu. "Es war auf jeden Fall spannend zu sehen, diese alte Signatur."

Klein, aber stark

Helium ist nur ein winziger Bruchteil der Gase entweichen Yellowstone jeden Tag. Der Park etwa 350 kg (160 kg) von Helium-Gas jeden Tag, aber 44 Millionen auf 110 Millionen kg (20 Millionen auf 50 Millionen kg) täglich, Kohlendioxid produziert, sagte Lowenstern.

Trotzdem ist die Menge von Helium-4 in Yellowstone die Gasemissionen Hunderte bis Tausende Male größer als es sein sollte – ein Zeichen dafür, dass die Kruste seinen alten Geschäften des seltenen Isotops Freigabe sagte der Forscher.

Hinzufügen, dass die Ergebnisse immer mehr Hinweise, dass die Erdkruste seit Milliarden von Jahren, Gase und Flüssigkeiten cache kann mit einem Fenster auf dem Planeten der frühen Vergangenheit. Im Jahr 2013 Wasser Forscher berichteten zu finden, eine Tasche von 2,6 Milliarden Jahre alten in einer tiefen mine in Ontario, Kanada.

"Diese Arbeit ist ein weiteres wichtiges Beispiel für sehr alte flüssige Ansammlungen in der Kruste", sagte Greg Holland, Geochemiker an der Lancaster University im Vereinigten Königreich, die nicht an der Studie beteiligt war. "Es verleiht der Nachweis, dass die Kruste die wichtige Fähigkeit hat, [Gase] speichern über geologisch bedeutenden Fristen, mit Auswirkungen auf die Entwicklung des Untergrundes Leben und auch, wie der Mantel-Kruste-Atmosphäre-System arbeitet mit der geologischen Zeit."

Anmerkung der Redaktion: Diese Geschichte wurde 20 Februar aktualisiert, um den Anteil von Helium-3 und Helium-4 auf der Erde zu korrigieren.

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