Un antiguo gas que data del principio de los tiempos se está filtrando desde el núcleo de la Tierra

El antiguo helio primordial que se forjó a raíz del Big Bang se está escapando del núcleo de la Tierra, informan los científicos en un nuevo estudio.

Pero tranquilos, no hay motivo de alarma, dicen los expertos, la Tierra no se está desinflando, pero este descubrimiento es la confirmación de un detalle hasta ahora no resuelto sobre el nacimiento de nuestro planeta: la Tierra se formó dentro de una nebulosa solar, la misma nube molecular que dio origen al Sol.

Otra cosa que sugiere este estudio es que otros gases primordiales pueden estar filtrándose desde el núcleo de la Tierra hacia el manto, lo que a su vez podría proporcionar información sobre la composición de la nebulosa solar.

El helio en la Tierra viene en dos isótopos estables. Por mucho, el más común es el helio-4, cuyo núcleo contiene dos protones y dos neutrones. El helio-4 representa alrededor del 99,99986% de todo el helio de nuestro planeta.

El otro isótopo estable, que representa aproximadamente el 0,000137% del helio de la Tierra, es el helio-3, con dos protones y un neutrón.

El helio-4 es principalmente el producto de la descomposición radiactiva del uranio y el torio, que se produce aquí mismo en la Tierra. Por el contrario, el Helio-3 es principalmente primordial, formado en los momentos posteriores al Big Bang, pero también puede ser producido por la desintegración radiactiva del tritio.

Este es el gas detectado escapando del núcleo de la Tierra, el isótopo Helio-3, que se está filtrando principalmente a lo largo del sistema de crestas volcánicas en medio del océano, lo que nos da una buena indicación de la velocidad a la que escapa de la corteza.

Esa tasa es de unos 2.000 gramos al año: “lo suficiente como para llenar un globo del tamaño de un escritorio”, explica el geofísico Peter Olson de la Universidad de Nuevo México.

“Es una maravilla de la naturaleza, y una pista para la historia de la Tierra, que todavía haya una cantidad significativa de este isótopo en el interior de la Tierra”, agrega.

Lo que está menos claro es la procedencia; cuánto del helio-3 podría estar emergiendo del núcleo, en comparación con cuánto está en el manto.

Esto nos diría la fuente del isótopo. Cuando se formó la Tierra, lo hizo acumulando material del polvo y el gas que flotaban alrededor del Sol recién nacido.

La única forma en que cantidades significativas de helio-3 podrían estar dentro del núcleo planetario es si se formara en una nebulosa próspera. Eso significa, no en sus afueras, y no mientras se disipaba y volaba.

Olson y su colega, el geoquímico Zachary Sharp de la Universidad de Nuevo México, investigaron modelando el inventario de helio de la Tierra a medida que evolucionaba. Primero, cómo se formó, un proceso durante el cual el protoplaneta acumuló e incorporó helio; y luego después del Gran Impacto.

Esto, piensan los astrónomos, pasó cuando un objeto del tamaño de Marte chocó contra una Tierra muy joven, enviando escombros volando a la órbita de la Tierra, que eventualmente se recombinaron para formar la Luna.

Durante este evento, que habría vuelto a fundir el manto, gran parte del helio encerrado dentro del manto se habría perdido. El núcleo, sin embargo, es más resistente al impacto, lo que sugiere que podría ser un reservorio bastante efectivo para retener helio-3.

De hecho, esto es lo que encontraron los investigadores. Usando la tasa actual a la que el helio-3 se está escapando del interior, así como los modelos del comportamiento de los isótopos de helio, Olson y Sharp encontraron que probablemente hay 10 teragramos (10 billones de gramos) por petagramo (100 millones de toneladas) de helio-3 en el núcleo de nuestro planeta.

Esto sugiere que el planeta tuvo que haberse formado dentro de una próspera nebulosa solar y que no “se sumó” al sistema solar tras su formación. Sin embargo, quedan varias incertidumbres. La probabilidad de que se cumplan todas las condiciones para el secuestro de helio-3 en el núcleo de la Tierra es moderadamente baja, lo que significa que puede haber menos isótopo de lo que sugiere el trabajo del equipo.

Sin embargo, es posible que también haya abundante hidrógeno primordial en el núcleo de nuestro planeta, atrapado en el mismo proceso que puede haber acumulado helio-3. Buscar evidencia de fuga de hidrógeno podría ayudar a validar los hallazgos, dicen los investigadores.

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