Un gaz care mărturisește primele momente ale Sistemului Solar s-ar putea ascunde sub picioarele noastre. O descoperire recentă sugerează că heliul-3, un izotop rar și primordial, ar putea fi prins în miezul Pământului. Dacă este confirmată, această ipoteză ar putea transforma înțelegerea noastră despre formarea Pământului și a Sistemului Solar.
Heliul-3 este o formă rară de heliu al cărei nucleu conține doi protoni și un neutron. Spre deosebire de heliul-4, mai abundent, care se formează în primul rând prin dezintegrarea elementelor radioactive, heliul-3 provine aproape exclusiv din norul primordial de gaz și praf care a dat naștere sistemului nostru solar. Constituie deci o urmă directă a primelor momente ale Universului, cu mult înainte de formarea planetelor și a Soarelui. Datorită faptului că este foarte ușor, heliul-3 este un gaz volatil care a dispărut treptat de pe suprafața Pământului de-a lungul eonilor. Dar cum rămâne cu adâncurile planetei noastre? În fiecare an, aproximativ două kilograme de heliu-3 scapă din crestele oceanice și din punctele fierbinți vulcanice unde scoarța terestră se rupe și eliberează magmă din mantaua adâncă. Dacă acest gaz este într-adevăr prezent la suprafață, rămâne o întrebare: de ce o cantitate mică de heliu-3 rămâne prinsă în adâncurile Pământului de miliarde de ani, în ciuda ușurinței sale? Au fost înaintate mai multe ipoteze pentru a explica acest fenomen, dar niciuna nu a fost confirmată definitiv.
Una dintre cele mai interesante ipoteze sugerează că heliul-3 ar putea fi prins în miezul Pământului. Deși este compus în principal din fier, este posibil ca acest gaz primordial să rămână ferit de perturbațiile și fenomenele geologice care l-ar putea determina ridicarea la suprafață. A rămas însă un obstacol major: heliul și fierul nu se amestecă ușor, ceea ce a complicat ideea că heliul-3 ar putea fi captat în această regiune adâncă a planetei.
Într-un studiu publicat recent în Physical Review Letters, cercetătorii conduși de Kei Hirose, un om de știință planetar de la Universitatea din Tokyo, au oferit un răspuns surprinzător la această întrebare. Supunând mostre de fier și heliu la temperaturi extreme (de la 727 la 2727 °C) și la presiuni de până la 550.000 de ori presiunea atmosferică, ei au descoperit că heliul se poate amesteca cu fierul în aceste condiții extreme, precum cele găsite în miezul Pământului. Aceste rezultate au arătat că fierul solid la temperatură și presiune ridicată ar putea conține până la 3,3% heliu. Deși cercetătorii au folosit heliu-4 în experimentele lor, este rezonabil să presupunem că heliul-3, izotopul primordial, s-ar comporta similar în aceste condiții. Prin urmare, această descoperire deschide o cale fascinantă pentru înțelegerea modului în care heliul-3, acest element foarte prețios, ar putea rămâne prins în miezul Pământului timp de miliarde de ani.
După cum am spus mai devreme, heliul-3 este mai mult decât un simplu gaz primordial: este un indiciu al istoriei planetei noastre. Oamenii de știință au dezbătut de mult cât de repede s-a format Pământul. Unele teorii sugerează că planeta a avut nevoie de până la 100 de milioane de ani pentru a se forma, în timp ce altele sugerează că s-a format mult mai repede, în doar câteva milioane de ani. Prezența sa în miez ar putea înclina balanța în favoarea teoriei formării rapide. Dacă Pământul s-ar fi format încet, probabil că ar fi puțin heliu-3 în adâncurile sale, deoarece acest gaz ar fi avut timp să scape. Dimpotrivă, acest gaz este de fapt prins în miez, ceea ce ar indica faptul că Pământul s-ar fi putut forma mai repede, în câteva milioane de ani, ceea ce ar pune sub semnul întrebării anumite teorii actuale privind formarea planetei noastre.
Pe scurt, această descoperire deschide noi căi de cercetare, dar multe întrebări rămân de explorat. Cum anume ar fi fost încorporat acest gaz în miez atunci când s-a format Pământul? Ce alte secrete se ascund în adâncurile planetei noastre? Doar studiile viitoare ne vor putea oferi răspunsuri mai precise, dar acest avans ne aduce puțin mai aproape de misterele îngropate în inima planetei noastre.
