Elio-3, nuovo studio propone ipotesi su come potrebbe essersi formato sulla Terra

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Sulla Terra esistono due isotopi stabili dell’elio, l’elio-4 e il molto più raro elio-3. L’elio-3 che si trova sulla Terra si è formato perlopiù durante le ere primordiali del nostro pianeta, come spiega un nuovo comunicato dell’Università del Nuovo Messico. L’elio-4, invece, si forma dal decadimento dell’uranio e del torio.

Come spiega il comunicato, fuoriescono dall’interno della Terra circa 2 kg di elio-3 sotto forma gassosa ogni anno anche se si pensa che, proprio nel nostro nucleo, ci siano quantità molto più abbondanti. I ricercatori hanno analizzato lo scambio volatile avvenuto durante la formazione e la prima evoluzione della Terra. I loro modelli suggeriscono che il nucleo metallico del nostro pianeta è una sorta di “serbatoio” che perde elio-3 fornendolo al resto della Terra. Oltre all’elio-3 anche altri gas volatili fuoriuscirebbero dal nucleo.

Abbiamo dedotto che l’elio-3 si è originato molto presto nella storia del nostro universo. Questo vuol dire che quello che è presente nella Terra si è originato all’interno di una nebulosa, naturalmente quella solare.
Peter Olson, geofisico dell’Università del Nuovo Messico, è l’autore principale di un nuovo studio apparso su Geochemistry, Geophysics, Geosystems. A differenza di altre ipotesi fatte in precedenza, in questo studio si propone che la perdita di questo gas parta dal nucleo e non dal mantello.

A supportare questa ipotesi ci sono due fattori: l’elio-3 è molto vecchio, non è arrivato recentemente. Inoltre alcuni dei punti terrestri da cui fuoriesce sono legati al nucleo terrestre. Un esempio sono le lave delle Hawaii e dell’Islanda: i pennacchi che le formano salgono dalla regione di confine tra il nucleo e il mantello per arrivare in superficie. Inoltre la perdita dell’elio sul nostro pianeta sembra essere geograficamente globale, avvenendo soprattutto lungo le dorsali oceaniche, e non concentrata in pochi, singoli punti.

Il processo di acquisizione dell’elio-3 da parte della Terra deve essere avvenuto nei primordi della sua formazione e a supportare questo ci sarebbe anche il fatto che il gas alla base della composizione del Sole, di Giove e di Saturno è fatto per il 15% da elio. In questi corpi, i principali gassosi del nostro sistema, è il secondo elemento più importante dopo l’idrogeno e quindi è il secondo elemento più abbondante nel nostro sistema, come spiega lo stesso un sonno.

Quindi l’incorporazione dell’elio-3 nella Terra deve essere avvenuta nel momento in cui la Terra si è formata nella nebulosa solare, con tutti i gas che la circondavano. Avvolta dal gas nebulare, la Terra ha permesso al gas di dissolversi nei suoi meandri visto che la sua superficie, all’inizio, era ancora fusa.
I ricercatori hanno stimato quanto elio potrebbe essersi dissolto nel nucleo della Terra durante la sua formazione: uno o più petagrammi (1.000.000.000.000.000 di grammi) di elio-3 nel nucleo. Ad aiutare l’elio-3 a fuoriuscire dal nucleo, poi, potrebbe essere stato l’impatto gigantesco che dovrebbe essere avvenuto miliardi di anni fa tra la Terra ed un pianeta delle dimensioni di Marte, un impatto che poi avrebbe formato la Luna.

Note e approfondimenti

  1. Primordial Helium‐3 Exchange Between Earth’s Core and Mantle – Olson – 2022 – Geochemistry, Geophysics, Geosystems – Wiley Online Library (DOI: 10.1029/2021GC009985)

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