Des scientifiques ont fait une découverte surprenante sur l'île de Baffin au Canada, où ils ont détecté une quantité importante d'hélium-3, une version rare du gaz rare, dans des roches volcaniques. Cette découverte conforte la théorie selon laquelle l’hélium 3 s’échappe du noyau terrestre depuis des milliers d’années. L’équipe de recherche a également trouvé de l’hélium-4 dans les roches, que l’on trouve plus couramment sur Terre. Cette abondance inattendue d’hélium-3 remet en question les hypothèses antérieures sur la présence de cet élément sur notre planète. L'étude détaillant cette découverte a été récemment publiée dans la revue Nature.
L'hélium-3 est rare dans notre univers par rapport à l'hélium-4. Selon l'auteur principal de l'étude, Forrest Horton, cette rareté est due au fait que l'hélium-3 n'a pas été produit ou ajouté à la Terre en quantités substantielles et qu'il est perdu dans l'espace. À mesure que la partie rocheuse de la Terre se déplace et se convecte, la matière monte, se refroidit puis coule. Pendant le processus de refroidissement, l’hélium est perdu dans l’atmosphère et finit par s’échapper dans l’espace.
La détection des éléments qui s'échappent du noyau terrestre est cruciale pour comprendre la formation et l'évolution de notre planète. Les nouvelles découvertes soutiennent fortement l’hypothèse existante selon laquelle la Terre serait originaire d’une nébuleuse solaire, un nuage de gaz et de poussière qui s’est probablement effondré en raison de l’explosion d’une supernova à proximité. On pense que cette nébuleuse contenait de l'hélium-3, et les traces qui s'échappent du noyau terrestre confirment cette théorie.
Pour étudier le contenu enfermé dans le noyau et le manteau terrestre, l'équipe de recherche a mené son étude sur la lave ancienne qui a éclaté il y a des millions d'années lors de la séparation du Groenland et de l'Amérique du Nord. L'île de Baffin constituait l'endroit idéal pour leurs recherches, avec son paysage unique de falaises volcaniques, d'icebergs et d'ours polaires sur le littoral. L'équipe a collecté des échantillons des roches de l'île et leurs mesures ont révélé des niveaux d'hélium-3 et d'hélium-4 plus élevés que ceux rapportés précédemment.
Chaque roche collectée avait une signification scientifique et était comme un trésor à découvrir. Les chercheurs ont été étonnés de découvrir environ 10 millions d’atomes d’hélium-3 par gramme de cristaux d’olivine, alors que l’hélium-3 se trouve généralement dans un rapport d’un atome pour chaque million d’atomes d’hélium-4.
La présence d'hélium-3 dans ces roches suggère que les gaz hérités de la nébuleuse solaire lors de la formation de notre système solaire sont mieux préservés sur Terre qu'on ne le pensait auparavant. Mais comment cet hélium-3 s’est-il retrouvé dans les roches ? Au fil du temps, ces éléments ont été incorporés à la formation des galaxies.
Notre système solaire s'est formé au sein d'une nébuleuse solaire vers 4. Il y a 5 milliards d'années. Lorsque la nébuleuse s'est effondrée en supernova, un disque en rotation s'est formé et a finalement donné naissance à notre soleil et aux planètes environnantes. L'hélium hérité de la nébuleuse solaire a probablement été piégé dans le noyau terrestre lors de la formation de la planète. En s'échappant du noyau pendant des millions d'années, l'hélium-3 est remonté à la surface à travers le manteau sous la forme de panaches de magma, qui ont finalement éclaté sur l'île de Baffin. Seuls les cristaux d’olivine formés avant l’éruption ont capté et préservé cet hélium des profondeurs de la Terre.
L'étude conforte l'idée selon laquelle l'hélium-3 s'échappe du noyau terrestre depuis longtemps, bien que le calendrier exact reste incertain. Les échantillons de lave analysés sont vieux d’environ 60 millions d’années, et la remontée du panache du manteau qui transportait l’hélium aurait pu prendre des dizaines de millions d’années. Ainsi, l’hélium mesuré dans ces roches pourrait s’être échappé du noyau il y a environ 100 millions d’années, voire même avant.
Heureusement, l'hélium qui s'échappe du noyau terrestre ne pose aucun danger à notre planète ni à ses habitants. L'hélium est un gaz inerte qui ne réagit pas chimiquement avec la matière. De ce fait, il n’aura aucun effet néfaste sur l’homme ou l’environnement.
À l'avenir, l'équipe de recherche prévoit d'étudier si le noyau agit comme un entrepôt pour d'autres éléments légers, expliquant potentiellement pourquoi le noyau externe de la Terre est moins dense que prévu. Des questions demeurent quant à la présence d’éléments comme le carbone et l’hydrogène, qui sont cruciaux pour l’habitabilité planétaire, au sein du noyau et sur leur influence sur l’évolution planétaire. En étudiant les liens entre l'hélium et d'autres éléments légers, les chercheurs espèrent mieux comprendre la composition et l'histoire de la Terre.