L’hélium primordial s’échappant du noyau de la Terre suggère qu’une planète s’est formée à l’intérieur d’une nébuleuse solaire

Un isotope rare de gaz d’hélium qui s’est formé pendant le Big Bang s’échappe du noyau de la Terre, fournissant un indice majeur sur la façon dont notre planète a vu le jour. Connu sous le nom d’hélium-3, le gaz primordial se trouve principalement dans les nébuleuses solaires, et sa présence au centre de la Terre indique que notre monde s’est formé au cœur du nuage de poussière cosmique d’où a émergé le système solaire.

Alors que la majorité de l’hélium trouvé sur Terre existe sous forme d’hélium-4, de petites quantités d’hélium-3 ont été détectées dans des roches volcaniques connues sous le nom de basaltes des îles océaniques (OAB). Bien que la majeure partie de l’hélium-3 provienne des tout débuts de l’univers, l’isotope peut également être produit par des processus naturels tels que la désintégration radioactive du tritium, c’est pourquoi les scientifiques n’ont jamais été en mesure de déterminer la source de sa présence sur Terre.

Cette incertitude alimente les débats autour de la naissance de notre planète, car l’existence de ces OAB laisse entendre que la Terre s’est peut-être formée à l’intérieur d’une nébuleuse solaire tout en laissant place au doute.

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Geochemistry, Geophysics, Geosystems, cependant, l’hélium-3 a maintenant été détecté comme s’échappant du noyau terrestre, principalement le long du système de dorsale médio-océanique. Cette découverte change radicalement le paysage, car des concentrations élevées de l’isotope dans le noyau de la Terre ne peuvent exister que si la planète s’est formée à l’intérieur d’une nébuleuse solaire florissante, plutôt qu’à sa périphérie ou pendant sa phase de déclin.

“Chaque année, environ 2 kg d’hélium-3, un gaz rare, s’échappent de l’intérieur de la Terre”, écrivent les chercheurs. Selon l’auteur de l’étude, Peter Olson, c’est “à peu près suffisant pour remplir un ballon de la taille de votre bureau”.

« 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 », dit-il.

Pour calculer la quantité d’hélium-3 dans le noyau de la planète, les auteurs ont modélisé l’inventaire d’hélium de la Terre au cours de deux phases clés de son histoire. La première est définie comme la phase d’« ingasing », et marque la période pendant laquelle la jeune Terre a accumulé des gaz primordiaux au cours de sa formation.

Vient ensuite la phase de “dégazage”, qui a commencé lorsqu’un objet massif est entré en collision avec la Terre il y a environ 4 milliards d’années, dispersant d’énormes quantités de débris, qui se sont ensuite recombinés pour former la Lune. L’énergie générée par cet événement aurait refondu le manteau terrestre, permettant à une grande partie de l’hélium-3 qu’il contenait de s’échapper.

Cependant, les chercheurs disent que le noyau aurait survécu à l’impact intact, conservant une grande partie de son hélium-3. “Nos modèles d’échange volatil pendant la formation et l’évolution de la Terre impliquent le noyau métallique comme un réservoir qui fuit qui alimente le reste de la Terre en hélium-3”, écrivent-ils dans l’étude.

Sur la base de la vitesse à laquelle le gaz s’est échappé des profondeurs de la planète pendant des milliards d’années, ils estiment qu’il y a entre 10 téragrammes (1013 grammes) à un pétagramme (1015 grammes) d’hélium-3 dans le noyau terrestre. Une telle concentration ne pourrait exister que si la planète se formait à l’intérieur de la nébuleuse solaire qui a donné naissance à notre Soleil.

Les auteurs de l’étude espèrent maintenant confirmer cette théorie en détectant d’autres gaz créés par des nébuleuses s’échappant du centre de la Terre. Selon Olson, la détection de gaz comme l’hydrogène s’échappant au même rythme que l’hélium-3 fournirait un « pistolet irréfutable » pour le cœur en tant que source de ces matériaux primordiaux. Pour l’instant, cependant, il dit “il y a beaucoup plus de mystères que de certitudes”.

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