Bilim insanları Kanada'nın Baffin Adası'nda şaşırtıcı bir keşif yaptılar ve burada volkanik kayalarda önemli miktarda soy gazın nadir bir versiyonu olan helyum-3 tespit ettiler. Bu bulgu, helyum-3'ün binlerce yıldır Dünya'nın çekirdeğinden sızdığı teorisini destekliyor. Araştırma ekibi ayrıca kayaların içinde, Dünya'da daha yaygın olarak bulunan helyum-4'ü de buldu. Helyum-3'ün bu beklenmedik bolluğu, bu elementin gezegenimizde varlığına ilişkin önceki varsayımları sorguluyor. Bu keşfi detaylandıran çalışma yakın zamanda Nature dergisinde yayınlandı.
Helyum-3, helyum-4'e kıyasla evrenimizde azdır. Araştırmanın baş yazarı Forrest Horton'a göre bu nadirlik, helyum-3'ün Dünya'ya önemli miktarlarda üretilmemesi veya eklenmemesi ve uzayda kaybolmasından kaynaklanıyor. Dünyanın kayalık kısmı hareket ettikçe ve konveksiyona uğradıkça, malzeme yükselir, soğur ve sonra batar. Soğutma işlemi sırasında helyum atmosfere karışır ve sonunda uzaya kaçar.
Dünya'nın çekirdeğinden sızan elementleri tespit etmek, gezegenimizin oluşumunu ve evrimini anlamak açısından çok önemlidir. Yeni bulgular, Dünya'nın bir gaz ve toz bulutu olan ve muhtemelen yakındaki bir süpernova patlaması nedeniyle çöken bir güneş bulutsusu içerisinde oluştuğuna dair mevcut hipotezi güçlü bir şekilde destekliyor. Bu bulutsunun helyum-3 içerdiğine inanılıyor ve Dünya'nın çekirdeğinden sızan eser miktarlar da bu teoriyi doğruluyor.
Araştırma ekibi, Dünya'nın çekirdeğinde ve mantosunda kilitli olan içerikleri araştırmak için, çalışmalarını milyonlarca yıl önce Grönland ile Kuzey Amerika'nın ayrılması sırasında patlayan antik lavlar üzerinde gerçekleştirdi. Baffin Adası, kıyı şeridindeki volkanik kayalıklardan, buzdağlarından ve kutup ayılarından oluşan eşsiz manzarasıyla araştırmaları için ideal konumu sağladı. Ekip adanın kayalarından örnekler topladı ve ölçümleri daha önce rapor edilenden daha yüksek seviyelerde helyum-3 ve helyum-4 ortaya çıkardı.
Toplanan her kaya bilimsel öneme sahipti ve keşfedilmeyi bekleyen bir hazine gibiydi. Araştırmacılar, olivin kristallerinin gramı başına yaklaşık 10 milyon helyum-3 atomu bulmaları karşısında hayrete düştüler, halbuki helyum-3 genellikle her milyon helyum-4 atomuna bir atom oranında bulunuyordu.
Bu kayalarda Helyum-3'ün varlığı, güneş sistemimizin oluşumu sırasında güneş nebulasından miras kalan gazların Dünya'da önceden düşünülenden daha iyi korunduğunu gösteriyor. Peki bu helyum-3 kayalara nasıl ulaştı? Zamanla bu elementler galaksilerin oluşumuna dahil oldu.
Güneş sistemimiz yaklaşık 4 civarında bir güneş bulutsusu içinde oluşmuştur. 5 milyar yıl önce. Bulutsu bir süpernova halinde çökerken, dönen bir disk oluştu ve sonunda güneşimizi ve onu çevreleyen gezegenleri doğurdu. Güneş bulutsusundan miras kalan helyum muhtemelen gezegenin oluşumu sırasında Dünya'nın çekirdeğinde sıkıştı. Milyonlarca yıl boyunca çekirdekten sızan helyum-3, manto boyunca magma bulutları şeklinde yüzeye çıktı ve sonunda Baffin Adası'nda patladı. Yalnızca patlamadan önce oluşan olivin kristalleri bu helyumu Dünya'nın derinliklerinden yakalayıp korudu.
Çalışma, helyum-3'ün uzun süredir Dünya'nın çekirdeğinden sızdığı fikrini destekliyor ancak kesin zaman dilimi belirsizliğini koruyor. Analiz edilen lav örnekleri yaklaşık 60 milyon yıllıktır ve helyum taşıyan manto tüyünün yükselişi on milyonlarca yıl almış olabilir. Dolayısıyla bu kayalarda ölçülen helyumun çekirdekten yaklaşık 100 milyon yıl önce, hatta daha önce kaçmış olabileceği düşünülüyor.
Neyse ki, Dünya'nın çekirdeğinden sızan helyum gezegenimize veya üzerinde yaşayanlara zarar vermiyor. Helyum, maddeyle kimyasal reaksiyona girmeyen inert bir gazdır. Sonuç olarak, insanlara ve çevreye herhangi bir zararlı etkisi olmayacaktır.
İlerleyen süreçte araştırma ekibi, çekirdeğin diğer hafif elementler için bir depo görevi görüp görmediğini araştırmayı planlıyor; bu da Dünya'nın dış çekirdeğinin neden beklenenden daha az yoğun olduğunu açıklama potansiyeli taşıyor. Gezegenin yaşanabilirliği için çok önemli olan karbon ve hidrojen gibi elementlerin çekirdekteki varlığı ve bunların gezegen evrimi üzerindeki etkileri hakkında sorular devam ediyor. Araştırmacılar, helyum ve diğer hafif elementler arasındaki bağlantıları inceleyerek Dünya'nın bileşimi ve tarihi hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyorlar.