Gli scienziati hanno fatto una scoperta sorprendente sull'isola canadese di Baffin, dove hanno rilevato una quantità significativa di elio-3, una versione rara del gas nobile, nelle rocce vulcaniche. Questa scoperta fornisce supporto alla teoria secondo cui l’elio-3 è fuoriuscito dal nucleo della Terra per migliaia di anni. Il gruppo di ricerca ha anche trovato all’interno delle rocce l’elio-4, che si trova più comunemente sulla Terra. Questa inaspettata abbondanza di elio-3 mette in discussione le ipotesi precedenti sulla presenza di questo elemento sul nostro pianeta. Lo studio che descrive dettagliatamente questa scoperta è stato recentemente pubblicato sulla rivista Nature.
L'elio-3 è scarso nel nostro universo rispetto all'elio-4. Secondo l’autore principale dello studio Forrest Horton, questa rarità è dovuta al fatto che l’elio-3 non è stato prodotto o aggiunto alla Terra in quantità sostanziali e si è disperso nello spazio. Mentre la parte rocciosa della Terra si muove e fa convezione, il materiale si solleva, si raffredda e poi affonda. Durante il processo di raffreddamento, l’elio si perde nell’atmosfera e alla fine si disperde nello spazio.
Rilevare gli elementi che fuoriescono dal nucleo della Terra è fondamentale per comprendere la formazione e l'evoluzione del nostro pianeta. Le nuove scoperte supportano fortemente l’ipotesi esistente che la Terra abbia avuto origine all’interno di una nebulosa solare, una nube di gas e polvere che probabilmente collassò a causa della vicina esplosione di una supernova. Si ritiene che questa nebulosa contenesse elio-3 e le tracce fuoriuscite dal nucleo terrestre confermano questa teoria.
Per indagare sui contenuti racchiusi nel nucleo e nel mantello della Terra, il gruppo di ricerca ha condotto uno studio sull'antica lava eruttata milioni di anni fa durante la separazione della Groenlandia e del Nord America. L'isola di Baffin ha fornito il luogo ideale per la loro ricerca, con il suo paesaggio unico di scogliere vulcaniche, iceberg e orsi polari sulla costa. Il team ha raccolto campioni dalle rocce dell'isola e le misurazioni hanno rivelato livelli più elevati di elio-3 ed elio-4 rispetto a quanto riportato in precedenza.
Ogni roccia raccolta aveva un significato scientifico ed era come un tesoro in attesa di essere scoperto. I ricercatori sono rimasti stupiti nel trovare circa 10 milioni di atomi di elio-3 per grammo di cristalli di olivina, mentre l'elio-3 si trova solitamente in un rapporto di un atomo per ogni milione di atomi di elio-4.
La presenza di elio-3 in queste rocce suggerisce che i gas ereditati dalla nebulosa solare durante la formazione del nostro sistema solare sono meglio conservati all'interno della Terra di quanto si pensasse in precedenza. Ma come è finito questo elio-3 tra le rocce? Nel corso del tempo, questi elementi furono incorporati nella formazione delle galassie.
Il nostro sistema solare si è formato all'interno di una nebulosa solare circa 4. 5 miliardi di anni fa. Quando la nebulosa collassò in una supernova, si formò un disco rotante che alla fine diede vita al nostro Sole e ai pianeti circostanti. L'elio ereditato dalla nebulosa solare probabilmente rimase intrappolato nel nucleo della Terra durante la formazione del pianeta. Mentre fuoriusciva dal nucleo nel corso di milioni di anni, l'elio-3 risaliva in superficie attraverso il mantello sotto forma di pennacchi di magma, che alla fine eruttarono sull'isola di Baffin. Solo i cristalli di olivina formatisi prima dell'eruzione catturarono e conservarono questo elio dalle profondità della Terra.
Lo studio supporta l'idea che l'elio-3 fuoriesca dal nucleo della Terra da molto tempo, anche se il periodo esatto rimane incerto. I campioni di lava analizzati hanno circa 60 milioni di anni e la risalita del pennacchio del mantello che trasportava l'elio potrebbe aver richiesto decine di milioni di anni. Pertanto, l’elio misurato in queste rocce potrebbe essere fuoriuscito dal nucleo circa 100 milioni di anni fa o forse anche prima.
Fortunatamente, la fuoriuscita di elio dal nucleo della Terra non comporta alcun danno al nostro pianeta o ai suoi abitanti. L'elio è un gas inerte che non reagisce chimicamente con la materia. Di conseguenza, non avrà effetti dannosi sull’uomo o sull’ambiente.
Andando avanti, il gruppo di ricerca intende indagare se il nucleo funge da magazzino per altri elementi leggeri, spiegando potenzialmente perché il nucleo esterno della Terra è meno denso del previsto. Rimangono interrogativi sulla presenza di elementi come il carbonio e l’idrogeno, che sono cruciali per l’abitabilità planetaria, all’interno del nucleo e sulla loro influenza sull’evoluzione planetaria. Studiando i legami tra l'elio e altri elementi leggeri, i ricercatori sperano di ottenere ulteriori informazioni sulla composizione e sulla storia della Terra.