지구에서 생성되는 헬륨물질은 태양이아닌 어떻게 내부에서 발생하는건가요?

Question

태양 빛에너지 행성등이 받게 되면 헬륨이라는 물질이 생성된다고 하지만 지구는 생성되기도 전에 날라간다고 하던데요. 반면 달은 대기도 없고 자기장도 약해서 헬륨물질이 많다고 들었습니다.

그렇다면 지구는 달과 달리 태양의 빛이 아닌 외부에서 발생할수 없는 조건임에도 어떻게 하여 헬륨이라는 물질을 내부적으로 생성하는것인지 원리가 궁금합니다

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

지구에서 사용하는 헬륨은 대부분 천연가스에서 추출됩니다.

천연가스는 메탄을 주성분으로 하지만 소량의 헬륨도 함유하고 있어 천연가스의 채굴과정에서 분별 증류법을 통해 추출이 가능하죠.

이 헬륨은 지각에 포함된 방사성 동위원소의 알파 붕괴 과정에서 나오는 알파선이 바로 헬륨 원자핵이기 때문에 생성되는 것입니다.

이렇게 지하에서 극소량씩 생성되는 헬륨은 대부분 대기 중으로 빠져나가지만, 통과할 수 없는 고밀도 불투수층을 만나면 그 밑에 쌓이게 됩니다.

세계 각국에 위치하는 헬륨 생산지는 모두 이런 형태로 유전에서 헬륨이 같이 나오는 이유는 그런 불투수층은 헬륨 뿐만 아니라 석유와 천연가스가 갇혀 있기에도 좋은 조건이기 때문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 권창근 과학전문가입니다.

지구 내부에서 헬륨이 생성되는 주요 원리는 핵융합입니다. 지구의 내부에서는 지구 중심부의 고온과 고압 조건에서 핵융합 반응이 일어나며, 이 과정에서 수소 원자핵이 융합되어 헬륨으로 변환됩니다. 이러한 핵융합은 지구 내부에서 일어나는 지속적인 과정으로, 헬륨은 이러한 핵융합 반응을 통해 생성됩니다.

지구의 내부에는 핵융합이 일어나는 핵심부가 있으며, 이러한 핵심부의 온도와 압력은 핵융합 반응이 일어나는 조건을 만족시킵니다. 이러한 핵융합 반응은 태양의 핵심에서도 일어나는 과정으로, 태양에서도 수소가 헬륨으로 변환되는 과정이 일어나고 있습니다.

따라서, 지구는 내부에서 핵융합 반응을 통해 헬륨을 생성하고 있으며, 이러한 과정은 지구 내부의 고온과 고압 조건에서 일어나는 자연적인 현상입니다.

Answer 3

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.

지구 내부에서 헬륨이 생성되는 주요 원리는 방사성 붕괴입니다. 지구 내부에는 방사성 동위원소들이 존재하며, 이들이 붕괴하면서 알파 입자를 방출합니다. 이 알파 입자는 다른 원자핵과 상호작용하여 헬륨 원자를 생성하게 됩니다. 이러한 과정은 지구 내부에서 계속적으로 일어나며, 헬륨이 생성됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

지구에서 헬륨이 생성되는 원리는 태양과는 다르게 작용합니다. 태양은 엄청난 압력과 온도에서 수소 핵융합이 일어나 헬륨을 생성하지만, 이는 지구에서는 불가능한 조건입니다. 지구에서는 방사성 붕괴와 맨틀 대류 과정을 통해 헬륨을 생성합니다. 방사성 붕괴는 우라늄과 토륨과 같은 방사성 원소가 붕괴하면서 알파 입자를 방출하는 과정으로, 이 알파 입자가 지각 암석 사이에 갇혀 헬륨 가스 저장고를 형성합니다. 또한, 지구 내부의 뜨거운 맨틀 물질은 대류하면서 헬륨과 같은 가벼운 원소를 지표면으로 운반하여 화산 활동을 통해 헬륨을 방출합니다. 반면에 달은 대기와 자기장이 없어 헬륨을 유지하지 못하며, 태양풍으로부터 헬륨을 잃어버리고, 지구처럼 방사성 붕괴와 맨틀 대류를 통한 헬륨 생성 능력도 부족합니다. 이러한 차이로 인해 지구는 태양과 달과는 다른 방식으로 헬륨을 생성하고 있습니다.