Investigadores no Japão e em Taiwan descobriram pela primeira vez que o hélio, considerado quimicamente inerte, pode ligar-se ao ferro a alta pressão, num estudo que pode desafiar as ideias sobre a estrutura interna e a história do planeta.
A descoberta sugere que pode haver enormes quantidades de hélio no núcleo da Terra, o que pode desafiar ideias antigas sobre a estrutura interna e a história do planeta, e poderia até revelar detalhes da nebulosa a partir da qual o sistema solar onde se encontra a Terra se formou.
A investigação foi publicada na revista Physical Review Letters, noticiou na quarta-feira a agência Europa Press.
Durante uma erupção vulcânica, existem geralmente restos do que é conhecido como hélio primordial, ou seja, hélio diferente do hélio normal, ou 4He, assim chamado porque contém dois protões e dois neutrões e é continuamente produzido por decaimento radioativo.
O hélio primordial, ou 3He, por outro lado, não se forma na Terra e contém dois protões e um neutrão.
Dadas as proporções ocasionalmente elevadas de 3He/4He encontradas nas rochas vulcânicas, especialmente no Havai, os investigadores há muito que acreditam que existem materiais primordiais contendo 3He nas profundezas do manto.
No entanto, o estudante de pós-graduação Haruki Takezawa e os membros do grupo do professor Kei Hirose no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias da Universidade de Tóquio desafiaram agora esta visão com uma nova versão de uma experiência conhecida: moer coisas.
“Passei muitos anos a estudar os processos químicos e geológicos que ocorrem nas profundezas da Terra. Dadas as intensas temperaturas e pressões em jogo, as experiências para explorar algum aspeto deste ambiente devem replicar estas condições extremas. Por isso, recorremos frequentemente a uma célula de bigorna de diamante aquecida a laser para transmitir estas pressões às amostras e ver o resultado”, destacou Hirose.
“Neste caso, esmagamos ferro e hélio juntos sob pressões entre 5 e 55 gigapascais e temperaturas entre 1.000 e quase 3.000 Kelvin. Estas pressões correspondem a aproximadamente 50.000 e 550.000 vezes a pressão atmosférica, e as temperaturas mais elevadas utilizadas poderiam derreter o irídio, o material normalmente utilizado nas velas de ignição dos motores dos automóveis devido à sua elevada resistência térmica”.
Estudos anteriores mostraram apenas pequenos vestígios de ferro e hélio combinados, na região das sete partes por milhão de hélio no ferro. Mas, neste caso, ficaram surpreendidos ao descobrir que os compostos de ferro triturado continham até 3,3% de hélio, cerca de 5.000 vezes mais do que o observado anteriormente.
Hirose suspeita que isso se deve, pelo menos em parte, a algo de novo neste conjunto específico de experiências.
“O hélio tende a escapar em condições ambientais muito facilmente – todos nós já vimos um balão insuflável murchar e afundar. Por isso, precisávamos de uma forma de evitar isso ao fazer as nossas medições”, apontou.
“Embora tenhamos realizado as sínteses de materiais a altas temperaturas, as medições de deteção química foram realizadas a temperaturas extremamente frias ou criogénicas. Desta forma, o hélio foi impedido de escapar e permitiu-nos detetar hélio no ferro”, acrescentou.
Esta descoberta tem implicações para a compreensão das origens da Terra. A presença de hélio no núcleo sugere que a jovem Terra provavelmente capturou algum gás da nebulosa solar de hidrogénio-hélio que rodeava o sistema solar primitivo.
Isto também pode significar que parte da água da Terra pode ter vindo do hidrogénio presente neste gás antigo, oferecendo novas informações sobre o desenvolvimento inicial do planeta.
