מדענים גילו תגלית מפתיעה באי באפין בקנדה, שם גילו כמות משמעותית של הליום-3, גרסה נדירה של הגז האציל, בסלעים געשיים. ממצא זה מספק תמיכה לתיאוריה לפיה הליום-3 דולף מליבת כדור הארץ במשך אלפי שנים. צוות המחקר מצא גם הליום-4 בתוך הסלעים, שנמצא בדרך כלל יותר על פני כדור הארץ. השפע הבלתי צפוי הזה של הליום-3 מאתגר את ההנחות הקודמות לגבי נוכחותו של יסוד זה על הפלנטה שלנו. המחקר המפרט את הגילוי הזה פורסם לאחרונה בכתב העת Nature.
הליום-3 הוא נדיר ביקום שלנו בהשוואה להליום-4. לפי מחבר המחקר הראשי פורסט הורטון, נדירות זו נובעת מהעובדה שהליום-3 לא הופק או הוסיף לכדור הארץ בכמויות משמעותיות והוא אבד לחלל. כאשר החלק הסלעי של כדור הארץ נע ומתכנס, החומר עולה, מתקרר ואז שוקע. במהלך תהליך הקירור, הליום הולך לאיבוד לאטמוספירה ובסופו של דבר בורח לחלל.
זיהוי אלמנטים שדולפים מליבת כדור הארץ חיוני בהבנת היווצרותו וההתפתחות של הפלנטה שלנו. הממצאים החדשים תומכים מאוד בהשערה הקיימת שמקורו של כדור הארץ בתוך ערפילית שמש, ענן של גז ואבק שככל הנראה התמוטט עקב פיצוץ סופרנובה סמוך. הערפילית הזו מכילה הליום-3, וכמויות העקבות שדלפות מליבת כדור הארץ מאשרות את התיאוריה הזו.
כדי לחקור את התוכן הנעול בליבת כדור הארץ ובמעטפתו, צוות המחקר ערך את מחקרם על הלבה העתיקה שהתפרצה לפני מיליוני שנים במהלך ההפרדה בין גרינלנד לצפון אמריקה. האי באפין סיפק את המיקום האידיאלי למחקר שלהם, עם הנוף הייחודי שלו של צוקים געשיים, קרחונים ודובי קוטב על קו החוף. הצוות אסף דגימות מסלעי האי, והמדידות שלהם גילו רמות גבוהות יותר של הליום-3 והליום-4 ממה שדווח בעבר.
כל סלע שנאסף היה בעל משמעות מדעית והיה כמו אוצר שמחכה להתגלות. החוקרים נדהמו לגלות כ-10 מיליון אטומי הליום-3 לגרם של גבישי אוליבין, בעוד שהליום-3 נמצא בדרך כלל ביחס של אטום אחד לכל מיליון אטומי הליום-4.
הנוכחות של הליום-3 בסלעים אלו מעידה על כך שגזים שהועברו מערפילית השמש במהלך היווצרות מערכת השמש שלנו נשמרים טוב יותר בתוך כדור הארץ ממה שחשבו בעבר. אבל איך הליום-3 הזה הגיע לסלעים? עם הזמן, היסודות הללו השתלבו בהיווצרותן של גלקסיות.
מערכת השמש שלנו נוצרה בתוך ערפילית שמש בערך 4. לפני 5 מיליארד שנים. כשהערפילית קרסה בסופרנובה, נוצרה דיסק מסתובבת ובסופו של דבר הולידה את השמש שלנו ואת כוכבי הלכת הסובבים אותה. הליום שירש מערפילית השמש ככל הנראה נלכד בליבת כדור הארץ במהלך היווצרות כוכב הלכת. כשהוא דלף מהליבה במשך מיליוני שנים, הליום-3 עלה אל פני השטח דרך המעטפת בצורת פלומות מאגמה, שהתפרצו בסופו של דבר באי באפין. רק גבישי האוליבין שנוצרו לפני ההתפרצות לכדו ושמרו את ההליום הזה מכדור הארץ העמוק.
המחקר תומך ברעיון שהליום-3 דולף מליבת כדור הארץ במשך זמן רב, אם כי מסגרת הזמן המדויקת עדיין לא ברורה. דגימות הלבה שנותחו הן בנות כ-60 מיליון שנה, והעלייה של פלומת המעטפת שנשאה את ההליום עשויה להימשך עשרות מיליוני שנים. לפיכך, ייתכן שההליום שנמדד בסלעים אלה ברח מהליבה לפני כ-100 מיליון שנה או אולי אפילו קודם לכן.
למרבה המזל, הליום שדולף מליבת כדור הארץ אינו מהווה נזק לכוכב הלכת שלנו או לתושביו. הליום הוא גז אינרטי שאינו מגיב כימית עם החומר. כתוצאה מכך, לא יהיו לו השפעות מזיקות על בני אדם או על הסביבה.
בהמשך, צוות המחקר מתכנן לחקור אם הליבה פועלת כמחסן ליסודות קלים אחרים, מה שיכול להסביר מדוע הליבה החיצונית של כדור הארץ פחות צפופה מהצפוי. נותרו שאלות לגבי נוכחותם של יסודות כמו פחמן ומימן, שהם חיוניים למגורים הפלנטריים, בתוך הליבה והשפעתם על האבולוציה הפלנטרית. על ידי לימוד הקשרים בין הליום ליסודות קלים אחרים, החוקרים מקווים לקבל תובנות נוספות על הרכבו וההיסטוריה של כדור הארץ.