Un gaz primordial rar ar putea să se scurgă din nucleul Pământului

Un tip extrem de rar de heliu, care a fost creat imediat după Big Bang, se scurge din miezul metalic al Pământului, sugerează un nou studiu, informeaza Livescience.

Marea majoritate a cantităţii acestui gaz din univers, numit heliu-3, este primordială şi a fost creat imediat după Big Bang, care a avut loc în urmă cu aproximativ 13,8 miliarde de ani. O parte din acest heliu-3 s-ar fi alăturat altor particule de gaz şi praf în nebuloasa solară - norul vast, care se roteşte şi se restrânge şi despre care se crede că a dus la crearea sistemului solar.

Descoperirea faptului că nucleul Pământului conţine probabil un rezervor vast de heliu-3 este o dovadă în plus de a susţine ideea că Pământul s-a format în interiorul unei nebuloase solare prospere, şi nu la periferia acesteia sau în timpul fazei sale de descreştere, au declarat cercetătorii.

Heliu-3 este "o minune a naturii şi un indiciu despre istoria Pământului, despre faptul că există încă o cantitate semnificativă a acestui izotop în interiorul Pământului", a declarat autorul principal al studiului, Peter Olson, geofizician la Universitatea din New Mexico.

Heliu-3 este un izotop, sau o variantă a heliului care are un neutron în loc de cei doi obişnuiţi în nucleul său. Este un gaz rar, constituind doar 0,0001% din heliul de pe Pământ. Acesta provine din diverse procese, cum ar fi dezintegrarea radioactivă a tritiului - un izotop radioactiv rar al hidrogenului. Dar, deoarece heliul este unul dintre primele elemente care au existat în univers, cea mai mare parte a heliului-3 provine probabil din Big Bang.

Oamenii de ştiinţă ştiau deja că aproximativ 2 kilograme de heliu-3 scapă anual din interiorul Pământului, în principal de-a lungul crestei de la mijlocul oceanului, unde se întâlnesc plăcile tectonice, au scris cercetătorii într-un studiu publicat online în revista Geochemistry, Geophysics, Geosystems.

Acest lucru este "aproximativ suficient pentru a umple un balon de mărimea biroului dumneavoastră", a spus Olson.

Dar oamenii de ştiinţă nu erau siguri cu exactitate cât de mult heliu-3 provenea din nucleu faţă de manta şi cât de mult heliu-3 se află în rezervoarele Pământului.

Pentru a investiga, echipa de cercetători a modelat abundenţa de heliu în timpul a două faze importante din istoria Pământului: formarea timpurie a planetei, când aceasta încă acumula heliu, şi după formarea Lunii, când planeta noastră a pierdut o mare parte din acest gaz. Oamenii de ştiinţă cred că Luna s-a format atunci când un obiect colosal, de mărimea lui Marte, s-a ciocnit cu Pământul în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani.

Acest eveniment ar fi topit scoarţa terestră şi ar fi permis ca o mare parte din heliul din interiorul planetei noastre să scape.
Cu toate acestea, Pământul nu şi-a pierdut tot heliul-3 în acel moment. Încă mai păstrează o parte din acest gaz rar, care continuă să se scurgă din măruntaiele Pământului. Nucleul ar fi un loc bun pentru un astfel de rezervor, "deoarece este mai puţin vulnerabil la impacturile mari în comparaţie cu alte părţi ale sistemului terestru", au scris cercetătorii în studiu, şi nu este implicat în ciclurile plăcilor tectonice, care eliberează, de asemenea, heliu gazos.

Cercetătorii au cuplat rata modernă de scurgere a heliului-3 cu modele de comportament al izotopilor de heliu. Aceste calcule au arătat că între 22 miliarde de livre (10 teragrame) şi 2 trilioane de livre (1 pentagramă) de heliu-3 atârnă în miezul Pământului - o cantitate enormă, ceea ce indică faptul că Pământul s-a format într-o nebuloasă solară cu concentraţii mari de gaz.

Modelele lor de schimb de gaze, "în timpul formării şi evoluţiei Pământului implică nucleul metalic ca fiind un rezervor cu scurgeri care alimentează restul Pământului cu heliu-3", au scris cercetătorii în studiu.

Cu toate acestea, deoarece aceste rezultate se bazează pe modelare, rezultatele nu sunt de neclintit. Echipa a trebuit să facă o serie de presupuneri - de exemplu, că Pământul a preluat heliu-3 pe măsură ce s-a format în nebuloasa solară, că heliul a intrat în metalele care formează nucleul şi că o parte din heliu a părăsit nucleul pentru manta. Aceste presupuneri, pe lângă alte incertitudini, inclusiv cât timp a durat nebuloasa solară în raport cu rata de formare a Pământului, înseamnă că este posibil să existe mai puţin heliu-3 în nucleu decât au calculat, sustin cercetătorii.

Dar oamenii de ştiinţă speră să găsească mai multe indicii care să le susţină descoperirile. De exemplu, găsirea altor gaze create de nebuloasă, cum ar fi hidrogenul, care se scurg din Pământ din locuri similare şi în ritmuri similare cu heliu-3, ar putea fi o "armă fumegândă" care să arate că sursa este nucleul, a spus Olson. "Există mult mai multe mistere decât certitudini".