Investigadores japoneses y taiwaneses han concluido que en el núcleo de la tierra pueden contener grandes cantidades de helio primario.
Durante mucho tiempo se creyó que el helio era un gas inerte, pero los científicos sostienen que en el núcleo de la Tierra Puede unirse al hierro a presiones extremadamente altas. Los investigadores utilizaron una célula de yunque de diamante calentada con láser y observaron la interacción del helio con el hierro.
Este descubrimiento pone en tela de juicio las teorías convencionales sobre la estructura interna del planeta y su historia de formación, y puede aportar información sobre cómo se formó la nebulosa del Sistema Solar primitivo a partir de hidrógeno y helio.
Las erupciones volcánicas aportan principalmente minerales y rocas a la superficie, pero también emiten trazas de un gas inerte conocido como helio primario.
A diferencia del isótopo común del helio-4 (⁴He), que consta de dos protones y dos neutrones y se produce continuamente por desintegración radiactiva, el helio-3 primario (³He) sólo tiene un neutrón y no se produce en la Tierra.
Dada la elevada proporción de 3He/4 He, que fue descubierto en rocas volcánicas, ha sido considerado durante mucho tiempo por los investigadores como en las profundidades del manto terrestre son materias primas que contienen helio-3. Sin embargo, el estudiante de posgrado Haruki Takezawa y los miembros del grupo del profesor Kei Hirose, del Departamento de Ciencias Planetarias y de la Tierra de la Universidad de Tokio, desafían ahora esta opinión ofreciendo una nueva perspectiva del conocido experimento de aplastar cosas.
«Llevo muchos años estudiando los procesos geológicos y químicos que tienen lugar en las profundidades del interior de la Tierra. Dadas las altas temperaturas y presiones implicadas, los experimentos para investigar algún aspecto de este entorno deben reproducir estas condiciones extremas. Por ello, a menudo recurrimos a una célula de yunque de diamante calentada por láser para aplicar esas presiones a las muestras y ver los resultados En este caso, pulverizamos hierro y helio juntos a presiones de alrededor de 5-55 gigapascales y temperaturas que oscilan entre 1000 y casi 3000 kelvin. Estas presiones corresponden a presiones unas 50.000-550.000 veces superiores a la presión atmosférica, y las temperaturas más altas podrían fundir el iridio — un material que se utiliza a menudo en las bujías de los motores de los coches por su gran estabilidad térmica», — explica el profesor Kei Hirose.
En estudios anteriores sólo se habían encontrado trazas de hierro y helio, a razón de 7 partículas de hierro por millón de partículas de helio. Sin embargo, los investigadores descubrieron que los compuestos de hierro triturados contenían hasta un 3,3% de helio, lo que supone unas 5.000 veces más de lo hallado anteriormente.
«El helio tiende a evaporarse muy fácilmente en condiciones ambientales; todo el mundo ha visto un globo marchitarse y encogerse. Por tanto, necesitábamos una forma de evitarlo durante nuestras mediciones Aunque sintetizamos los materiales a altas temperaturas, las mediciones químicas se realizaron a temperaturas extremadamente bajas, o criogénicas. Esto impidió que el helio se evaporara y nos permitió detectar helio en el hierro», — afirma Kei Hirose.
Este descubrimiento podría ser de gran importancia para comprender cómo se formó nuestro planeta. La presencia de helio primario en el núcleo de la Tierra indica que el joven planeta probablemente capturó parte del gas de una nebulosa solar de hidrógeno y helio que rodeaba el sistema solar en las primeras etapas de su formación Esto también podría significar que parte del agua de la Tierra podría haberse formado a partir del hidrógeno.
El estudio se publicó en la revista Physical Review Letters
Fuente: SciTech Daily
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