Het lijkt erop dat oerhelium miljarden jaren geleden uit de kern van de aarde lekte

Oeroud helium gevormd in het kielzog de grote explosie Lekkend uit de kern van de aarde, rapporteren wetenschappers in een nieuwe studie.

Er is geen reden tot bezorgdheid. De aarde loopt niet leeg als een trieste ballon. Wat dat betekent is dat de aarde gevormd is in de zonnenevel – de moleculaire wolk die de zon heeft voortgebracht, details over de geboorte van onze planeet die lang onopgelost zijn gebleven.

Het suggereert ook dat andere oergassen vanuit de kern van de aarde in de mantel kunnen sijpelen, wat op zijn beurt informatie zou kunnen verschaffen over de vorming van de zonnenevel.

Op aarde komt helium voor in twee stabiele isotopen. De meest voorkomende is helium-4, met een kern die twee protonen en twee neutronen bevat. Helium-4 arrond vertegenwoordigt 99,99986% van al het helium op onze planeet.

De andere stabiele isotoop, die ongeveer 0,000137% van het helium van de aarde vertegenwoordigt, is helium-3, met twee protonen en één neutron.

Helium-4 is in feite het radioactieve vervalproduct van uranium en thorium, dat hier op aarde wordt gemaakt. Helium-3 daarentegen is meestal primitief, gevormd in de momenten na de oerknal, maar kan ook worden geproduceerd door het radioactieve verval van tritium.

Het is de isotoop van helium-3 die uit het binnenste van de aarde sijpelt, meestal langs een mid-oceanisch vulkanisch rugsysteem, wat ons een goede indicatie geeft van de snelheid waarmee het uit de korst ontsnapt.

Dat tarief is ongeveer 2.000 gram (4,4 lbs) per jaar: “genoeg om een ​​ballon zo groot als je bureau te vullen”, Geofysicus Peter Olson legt uit: van de Universiteit van New Mexico.

“Het is een van de wonderen van de natuur en een gids voor de geschiedenis van de aarde, dat er nog steeds een groot deel van deze isotoop in de grond zit.”

Wat minder duidelijk is, is de bron. Hoeveel helium-3 kan er uit de kern komen, versus hoeveel zit er in de mantel.

Dit zou ons iets vertellen over de bron van de isotoop. Toen de aarde werd gevormd, deed ze dat door materiaal op te hopen uit stof en gas dat rond de jonge zon zweefde.

De enige manier waarop grote hoeveelheden helium-3 in de kernen van planeten kunnen voorkomen, is als het zich in een bloeiende nevel vormt. Dat wil zeggen, niet op zijn rand, noch terwijl het verdween en explodeerde.

Olson en zijn collega, geochemicus Zachary Sharp van de Universiteit van New Mexico, onderzochten door de aardse voorraden helium te modelleren terwijl deze zich ontwikkelden. ten eerste, tijdens zijn vorming, een proces waarbij de protoplaneet helium accumuleerde en samensmolt; Dan na het geweldige effect.

Astronomen geloven dat dit gebeurt wanneer een object zo groot is als Mars Het kwam in botsing met een heel kleine aarde, waardoor puin in de baan van de aarde vloog en zich uiteindelijk weer vormde. de maan.

Tijdens deze gebeurtenis, die de mantel zou hebben omgesmolten, was veel van het helium dat in de mantel was opgesloten, verloren gegaan. De kern is echter beter bestand tegen schokken, wat aangeeft dat het een volledig effectief reservoir zou kunnen zijn voor het vasthouden van helium-3.

In feite is dit wat de onderzoekers vonden. Met behulp van de huidige snelheid waarmee helium-3 naar binnen lekt, evenals modellen van het isotoopgedrag van helium, ontdekten Olson en Sharpe dat er waarschijnlijk 10 Tg is (10)¹³ gram) naar petgram (10^15e gram) helium-3 in de kern van onze planeet.

Dit geeft aan dat de planeet zich moet hebben gevormd in een bloeiende zonnenevel. Er blijven echter veel twijfels. De kans dat aan alle voorwaarden zou worden voldaan om helium-3 in de kern van de aarde te isoleren, is vrij laag – wat betekent dat er mogelijk minder isotopen zijn dan het werk van het team suggereert.

Het is echter mogelijk dat er zich ook overvloedige hoeveelheden oerwaterstof in de kern van onze planeet bevinden, die werd opgevangen in hetzelfde proces waarin helium-3 zich mogelijk heeft opgehoopt. De onderzoekers zeggen dat het zoeken naar bewijs van waterstoflekkage de bevindingen kan helpen valideren.

De zoekopdracht is gepubliceerd in Geochemie, geofysica en geologische systemen.