Un tipo extremadamente raro de helio que se creó poco después de que el Big Bang se filtrara del núcleo metálico de la Tierra, sugiere un nuevo estudio de modelado.
La gran mayoría de este gas en el universo, llamado helio-3, es primordial y se creó justo después de la Big Bang Ocurrió hace unos 13.800 millones de años. Parte de este helio-3 se habría unido a otras partículas de gas y polvo en la nebulosa solar, la enorme nube giratoria y colapsada que se cree que condujo a la creación de la sistema solar.
El descubrimiento de que el núcleo de la Tierra probablemente contiene una gran reserva de helio-3 es una prueba más que respalda la idea de que la Tierra se formó dentro de una nebulosa solar próspera, no en su periferia o durante su fase menguante, dijeron los investigadores.
El helio-3 es «una maravilla de la naturaleza y una clave para la historia de la tierraque todavía hay una cantidad significativa de este isótopo en el interior de la Tierra», dijo el autor principal del estudio, Peter Olson, geofísico de la Universidad de Nuevo México, dijo en un comunicado.
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El helio-3 es un isótopo, o variante, del helio que tiene un neutrón en lugar de los dos habituales en su núcleo. Es un gas raro que constituye solo el 0,0001% del helio en la Tierra. Proviene de varios procesos, como la desintegración radiactiva del tritio, un raro isótopo radiactivo del hidrógeno. Pero debido a que el helio es uno de los primeros elementos que existieron en el universo, la mayor parte del helio-3 probablemente provino del Big Bang.
Los científicos ya sabían que alrededor de 4,4 libras (2 kilogramos) de helio-3 se escapan del interior de la Tierra anualmente, principalmente a lo largo del sistema de dorsales en medio del océano donde placas tectonicas reunirse, escribieron los investigadores en el estudio, publicado en línea el 28 de marzo en la revista Geoquímica, Geofísica, Geosistemas.
Esto es «lo suficiente como para llenar un globo del tamaño de su escritorio», dijo Olson.
Pero los científicos no estaban seguros exactamente de cuánto helio-3 provenía del núcleo en comparación con el manto, y cuánto helio-3 había en los depósitos de la Tierra.
Para investigar, el equipo de investigación modeló la abundancia de helio durante dos fases importantes de la historia de la Tierra: la formación temprana del planeta, cuando todavía acumulaba helio, y después de la formación del Luna, cuando nuestro planeta perdió mucho de este gas. Los científicos creen que la luna se formó cuando un objeto colosal del tamaño de Marte chocó con la Tierra hace unos 4 mil millones de años.
Este evento habría derretido la corteza terrestre y permitido que gran parte del helio dentro de nuestro planeta escapara.
Sin embargo, la Tierra no perdió todo su helio-3 en ese momento. Todavía retiene parte del gas raro, que continúa filtrándose de las entrañas de la Tierra. El núcleo sería un buen lugar para tal reservorio, «porque es menos vulnerable a grandes impactos en comparación con otras partes del sistema terrestre», escribieron los investigadores en el estudio, y no está involucrado en el ciclo de placas tectónicas, que también libera gas helio.
Los investigadores combinaron la tasa de fuga moderna de helio-3 con modelos de comportamiento de isótopos de helio. Estos cálculos revelaron que entre 22 mil millones de libras (10 teragramos) y 2 billones de libras (1 pentagrama) de helio-3 se encuentran en el núcleo de la Tierra, una cantidad enorme, lo que indica que la Tierra se formó en una nebulosa solar con altas concentraciones del gas.
Sus modelos de intercambio de gases «intercambio durante la formación y evolución de la Tierra implican al núcleo metálico como un depósito con fugas que suministra helio-3 al resto de la Tierra», escribieron los investigadores en el estudio.
Sin embargo, debido a que estos resultados se basan en modelos, los resultados no son absolutos. El equipo tuvo que hacer una serie de suposiciones, por ejemplo, que la Tierra tomó helio-3 cuando se formó en la nebulosa solar, que el helio entró en los metales que forman el núcleo y que algo de helio salió del núcleo hacia el manto. Estas suposiciones, además de otras incertidumbres, incluida la duración de la nebulosa solar en relación con la velocidad a la que se formó la Tierra, significan que puede haber menos helio-3 en el núcleo de lo que calcularon, dijeron los científicos.
Pero los investigadores esperan encontrar más pistas que respalden sus hallazgos. Por ejemplo, encontrar otros gases creados por la nebulosa, como el hidrógeno, que se escapan de la Tierra desde lugares similares y a velocidades similares a las del helio-3, podría ser una «pistola humeante» que demuestre que el núcleo es la fuente, dijo Olson. «Hay muchos más misterios que certezas».
Publicado originalmente en Live Science.
