On pense que le Soleil s'est formé dans un nuage comme la nébuleuse de la lagune. (ESA/NASA) L'hélium ancien et primordial qui a été forgé à la suite de la Big Bang fuit du noyau de la Terre, rapportent des scientifiques dans une nouvelle étude.
Il n'y a pas lieu de s'alarmer. La Terre ne se dégonfle pas comme un triste ballon. Cela signifie que la Terre s'est formée à l'intérieur d'une nébuleuse solaire – le nuage moléculaire qui a donné naissance au Soleil, un détail sur la naissance de notre planète qui n'a pas été résolu depuis longtemps.
Cela suggère également que d'autres gaz primordiaux peuvent fuir du noyau terrestre dans le manteau, ce qui pourrait à son tour fournir des informations sur la composition de la nébuleuse solaire.
L'hélium sur Terre se présente sous la forme de deux isotopes stables. Le plus courant est de loin l'hélium-4, avec un noyau contenant deux protons et deux neutrons. L'hélium-4 représente environ 99,99986 % de tout l'hélium de notre planète.
L'autre isotope stable, qui représente à peu près 0,000137 % de l'hélium terrestre, est l'hélium-3, avec deux protons et un neutron.
L'hélium-4 est principalement le produit de la désintégration radioactive de l'uranium et du thorium, fabriqués ici même sur Terre. En revanche, l'hélium-3 est principalement primordial, formé dans les instants qui ont suivi le Big Bang, mais il peut également être produit par la désintégration radioactive du tritium.
C'est l'isotope Hélium-3 qui a été détecté s'échappant de l'intérieur de la Terre, principalement le long du système de crête volcanique médio-océanique, ce qui nous donne une assez bonne indication de la vitesse à laquelle il s'échappe de la croûte.
Ce taux est d'environ 2 000 grammes (4,4 livres) par an : 'à peu près assez pour remplir un ballon de la taille de votre bureau'. explique le géophysicien Peter Olson de l'Université du Nouveau-Mexique.
'C'est une merveille de la nature et un indice pour l'histoire de la Terre qu'il y ait encore une quantité importante de cet isotope à l'intérieur de la Terre.'
Ce qui est moins clair, c'est la provenance ; quelle quantité d'hélium-3 pourrait émerger du noyau, par rapport à quelle quantité se trouve dans le manteau.
Cela nous indiquerait la source de l'isotope. Lorsque la Terre s'est formée, elle l'a fait en accumulant des matériaux provenant de la poussière et du gaz flottant autour du Soleil nouveau-né.
La seule façon dont des quantités importantes d'hélium-3 pourraient se trouver à l'intérieur du noyau planétaire est de se former dans une nébuleuse florissante. Cela signifie, pas à sa périphérie, et pas comme il s'est dissipé et soufflé.
Olson et son collègue, le géochimiste Zachary Sharp de l'Université du Nouveau-Mexique, ont étudié en modélisant l'inventaire terrestre de l'hélium au fur et à mesure de son évolution. Tout d'abord, lors de sa formation, un processus au cours duquel la protoplanète s'est accumulée et a incorporé de l'hélium ; puis après leImpact important.
C'est, pensent les astronomes, lorsqu'un objet de la taille de Mars heurté une très jeune Terre, envoyant des débris voler dans l'orbite terrestre, se recombinant finalement pour former la lune .
Lors de cet événement, qui aurait refondu le manteau, une grande partie de l'hélium enfermé à l'intérieur du manteau aurait été perdue. Le noyau, cependant, est plus résistant aux chocs, ce qui suggère qu'il pourrait être un réservoir assez efficace pour retenir l'hélium-3.
En fait, c'est ce que les chercheurs ont découvert. En utilisant le taux actuel auquel l'hélium-3 fuit de l'intérieur, ainsi que des modèles de comportement des isotopes de l'hélium, Olson et Sharp ont découvert qu'il y avait probablement 10 téragrammes (1013grammes) à un pétagramme (10quinzegrammes) d'hélium-3 dans le noyau de notre planète.
Cela suggère que la planète a dû se former à l'intérieur d'une nébuleuse solaire florissante. Cependant, plusieurs incertitudes demeurent. La probabilité que toutes les conditions soient remplies pour la séquestration de l'hélium-3 dans le noyau terrestre est modérément faible, ce qui signifie qu'il pourrait y avoir moins d'isotope que ne le suggèrent les travaux de l'équipe.
Cependant, il est possible qu'il y ait aussi de l'hydrogène primordial en abondance dans le noyau de notre planète, pris dans le même processus qui a pu accumuler de l'hélium-3. La recherche de preuves de fuite d'hydrogène pourrait aider à valider les résultats, selon les chercheurs.
La recherche a été publiée dans Géochimie, Géophysique, Géosystèmes .