El helio-3, un raro isótopo del gas helio, está saliendo del núcleo de la Tierra, según un nuevo estudio. Dado que casi todo el helio-3 procede del Big Bang, la fuga de gas añade pruebas de que la Tierra se formó en el interior de una nebulosa solar, algo que se ha debatido durante mucho tiempo.

El helio-3 se ha medido en la superficie de la Tierra en cantidades relativamente pequeñas. Pero los científicos no sabían qué cantidad se filtraba desde el núcleo de la Tierra, a diferencia de sus capas intermedias, llamadas manto.

El nuevo estudio señala al núcleo como la principal fuente de helio-3 de la Tierra. Algunos procesos naturales pueden generar helio-3, como la desintegración radiactiva del tritio, pero el helio-3 se produce principalmente en las nebulosas solares -nubes masivas y giratorias de gas y polvo como la que dio origen a nuestro Sistema Solar-. Dado que el helio es uno de los primeros elementos producidos en el universo, la mayor parte del helio-3 puede remontarse al Big Bang.

Esquemas que ilustran los procesos de intercambio de helio entre el núcleo y el manto. (a) Adquisición de 3He durante la acreción de la Tierra por ingestión desde la atmósfera nebular y transporte a través del océano de magma hasta el proto-núcleo, y (b) | foto Peter L.Olson y Zachary D. Sharp

A medida que un planeta crece, acumula material de su entorno, por lo que su composición refleja el ambiente en el que se formó. Para obtener altas concentraciones de helio-3 en las profundidades del núcleo, la Tierra tendría que haberse formado dentro de una próspera nebulosa solar, y no en sus márgenes o durante su fase menguante.

La nueva investigación añade más pistas al misterio que rodea la formación de la Tierra, aportando pruebas adicionales a la teoría de que nuestro planeta se formó dentro de la nebulosa solar. El estudio se ha publicado en la revista de la American Geophysical Union Geochemistry, Geophysics, Geosystems, que publica investigaciones sobre la química, la física, la geología y la biología de la Tierra y los procesos planetarios.

Cada año se escapan de la Tierra unos 2.000 gramos de helio-3, lo suficiente como para llenar un globo del tamaño de tu escritorio, afirma el autor principal del estudio, Peter Olson, geofísico de la Universidad de Nuevo México. Es una maravilla de la naturaleza, y una pista para la historia de la Tierra, que todavía haya una cantidad significativa de este isótopo en el interior de la Tierra.

En la concepción de este artista, un planeta gira a través de un claro (gap) en polvo, disco de formación planetaria de una estrella cercana | foto NASA – dominio público en Wikimedia Commons

Los investigadores modelaron el helio durante dos etapas clave de la historia de la Tierra: la formación temprana, cuando el planeta acumulaba helio, y tras la formación de la Luna, después de la cual el helio se perdió. Las pruebas sugieren que un objeto de un tercio del tamaño de la Tierra chocó con el planeta al principio de su historia, hace unos 4.000 millones de años, y que ese impacto habría vuelto a fundir la corteza terrestre, permitiendo que gran parte del helio escapara. El gas sigue escapando hasta el día de hoy.

Utilizando la tasa moderna de fuga de helio-3 junto con modelos del comportamiento de los isótopos del helio, los investigadores estimaron que hay entre 10 teragramos (10e13 gramos) y un petagramo (10e15 gramos) de helio-3 en el núcleo, una cantidad enorme que, según Olson, apunta a la formación de la Tierra dentro de la nebulosa solar, donde las altas concentraciones del gas habrían permitido su acumulación en las profundidades del planeta.

Sin embargo, los futuros trabajos que busquen otros gases creados por la nebulosa, como el hidrógeno, que se filtran en tasas y lugares similares a los del helio-3, podrían ser una confirmación para el núcleo como fuente, dijo Olson. Hay muchos más misterios que certezas.


Fuentes

American Geophysical Union | Olson, P. L., & Sharp, Z. D. (2022). Primordial helium-3 exchange between Earth’s core and mantle. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 23, e2021GC009985. doi.org/10.1029/2021GC009985


  • Comparte este artículo:

Loading...

Something went wrong. Please refresh the page and/or try again.